奥比中光:打造机器人与AI视觉中台,聚焦“机器人之眼”

文:2023年第4期

前 言

以GPT为代表的大模型快速发展,催生了机器人与人工智能产业新浪潮。3D视觉感知技术作为“机器人之眼”的关键技术,是服务机器人、工业机器人、人形机器人等不同类型机器人走向市场化应用的重要一环,也是深企奥比中光十年聚焦的新兴领域。

奥比中光科技集团股份有限公司(股票代码:688322.SH, 以下简称:奥比中光)自2013年在深圳创立以来,率先在国内自主研发了系列深度引擎数字芯片及多种专用感光模拟芯片,并实现3D视觉传感器产业化应用,是行业领先的机器人视觉及3D视觉公司。作为全球少数几家掌握核心技术并实现百万级面阵3D视觉传感器量产的企业,公司技术路线全面覆盖结构光、iToF、双目、dToF、Lidar、工业三维测量,专利申请数超1700件,并相继获得第二十一届、第二十三届中国专利优秀奖、第八届广东省专利银奖、2020年深圳市专利奖等殊荣,位居全球3D视觉感知技术第一梯队。

近期,《机器人与智能系统》杂志邀请奥比中光董事长兼CEO 黄源浩,请他从公司3D视觉感知技术动向与特点、机器人及AI视觉中台布局、主要“明星”产品以及未来发展规划等多方面提出见解与看法。

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奥比中光董事长兼CEO 黄源浩

打造机器人之眼,提供技术中台支撑

奥比中光是国内最早布局机器人视觉细分产业的企业之一,拥有超过8年的行业落地经验。近年来,奥比中光立足于公司在3D视觉感知技术和产品上的积累与优势,布局了全方位的机器人视觉技术与产品方案,提供单目结构光、双目结构光、激光雷达、iToF全技术路线3D视觉传感器,帮助机器人实现建图、定位、避障、识别等功能。公司技术能力覆盖机器人视觉芯片、智能视觉算法、模组相机方案以及规模化量产,并致力于搭建机器人及AI视觉中台,便于机器人客户厂商一站式采购产品与方案,为各行各业机器人提供视觉底层技术支撑。

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图注:奥比中光为机器人企业提供单目结构光、双目结构光、激光雷达、iToF 全技术路线 3D 视觉传感器。

谈及构建技术中台背后的契机,黄源浩认为,智能机器人未来作为一种日常工具,将应用于千行百业,逐步实现对人类重复繁杂劳作的替代,机器人的种类和需求量将非常庞大。与手机、电脑等消费电子设备不同的是,由于行业的差别,未来机器人种类繁多、形态各异,如果各行各业都从0到1研发机器人/机器人视觉等核心技术,投入产出比较低,且会造成研发资源的浪费与研发效率的降低。

因此,为千行百业、形态各异的机器人搭建一个机器人及AI视觉中台,构建全方位能力平台,并向不同行业机器人提供对应的软、硬件整套产品方案,是一种极具性价比、抢先占领行业先机的关键策略。据了解,截至2023年5月末,奥比中光已拥有相关专利626项,其中发明专利259项,实用新型专利256项,外观专利111项,构建了坚实的技术壁垒。

黄浩源表示,奥比中光将立足于公司“全栈式技术研发能力+全领域技术路线布局”的3D视觉感知技术体系,攻克机器人视觉传感器技术、AI视觉感知和多模态交互大模型技术等核心技术,为开发者、机器人行业客户、中小创业公司以及传统行业客户提供一系列产品方案。

满足机器人在复杂多变室外环境感知需求

当前,室内机器人视觉感知技术发展已相对完备,智能工厂、仓储物流、智能巡检、酒店配送、商用/家用清洁、ROS教育等机器人已经成功落地商用。黄源浩表示,随着机器人应用逐渐从室内走向户外,其应用场景面临户外环境恶劣、复杂多变、不确定性大等特点,对机器人视觉提出更多的要求。

打造户外机器人视觉系统仍面临较大挑战。例如,机器人在高温环境下需要适应温度变化、在光照变化场景下需要稳定输出数据、多视觉传感器之间需要高度同步与配准、在遭遇打击跌落时可以及时恢复视觉能力、在雪雾雨等恶劣天气下具备高可靠性等。

而在今年,奥比中光推出了针对户外应用场景打造的3D相机新品Gemini 2 XL,突破了户外强光与远距测量两大限制,进一步拓宽机器人户外应用场景。

黄源浩进一步阐述到,奥比中光希望为全球机器人搭载看懂世界的智慧“眼睛”,针对当前机器人视觉复杂场景应用痛点问题,研发抗强光、大HDR、抗雨雾、抗高温高湿工业级等智能视觉算法,以实现机器人视觉传感器在室内外复杂场景下的大范围、高精度、高可靠性等性能。

国内服务机器人3D视觉传感器占有率超七成

从传统2D机器视觉向3D机器人之眼的技术跃升,是机器人能够应对复杂场景的关键。

黄源浩认为,以往2D视觉传感技术及产品只能应用在诸如工业产线等“可控规范”环境中,传统机器人例如部分工业机器人所配备的视觉设备大都是模块化的设备,普遍包括光源、镜头、相机、图像采集卡、机器视觉算法、应用软件等模块,其中光源跟相机分开,相机跟镜头分开,相机跟图像采集卡分开,各个部件体积庞大,不仅导致整体体积大、成本高,且单一视觉传感器无法应用于需要广泛普及的具身智能机器人中,这要求具备极高鲁棒性的智能视觉算法,而3D视觉具备毫米级甚至更高精度的视觉能力,可以对真实物体场景进行高精度扫描与还原,适用性更为精准且广泛。

奥比中光在全球范围内,已率先完成具身智能机器人视觉的核心技术布局,并基于机器人本身算力差别,布局了两种系统方案,一种针对机器人本身具备较高计算能力的,仅提供低成本的嵌入式视觉传感器,传感器本身不带智能视觉算法;二是自带边缘算力的智能视觉传感器,传感器可自行执行算法及软件,可以应用在本体不具备额外算力的机器人上。

据了解,奥比中光凭借超过8年的机器人视觉行业落地经验,服务超过100家全球机器人企业(包含擎朗、高仙、普渡、云迹、优必选等行业头部),在国内服务机器人3D视觉传感器市场占有率超过70%。此外,奥比中光在智能手机、线下零售等市场率先突破百万级出货量,同时涉及三维扫描、生物识别、自动驾驶、工业视觉、智慧体育等领域,服务全球超过1000家客户及开发者。

机器人客户大合集.jpg

图注:奥比中光代表机器人客户

3D机器人视觉“明星”精品层出不穷

为顺应机器人产业需求的不断更迭,近年来奥比中光为机器人视觉打造了三大具有代表性的“明星”系列传感器,包括Femto系列高性能iToF相机、Gemini系列高性能双目结构光相机、DaBai系列高性价比双目结构光相机。

从各系列具体产品特质来看,Femto系列由奥比中光联合微软、英伟达打造。其中,Femto Bolt是微软官方推荐的Azure Kinect DK唯一替代产品,接口及SDK与其兼容,深度效果一致。Femto Mega是一款可通过网口直出深度图的“商用级Azure Kinect DK”,自带深度算力,帮助Azure Kinect DK原有用户省去在PC上计算深度的麻烦,节省成本。Femto Mega I是一款可通过网口直出深度图的“工业级Azure Kinect DK”,可在4米距离保持良好的精度,具备120°的视场角,支持IP65等级防水防尘,是专门为工业机械臂配套打造的产品,特别适用于大作业范围的拆码垛场景。

Femto系列高性能iToF相机.jpg

Gemini 系列是奥比中光推出的高性能双目结构光相机。其中,Gemini 2相比英特尔D435i,结构及接口兼容,量程翻倍;Gemini 2 L相比英特尔D455,结构及接口兼容,精度更高,是室内3D视觉应用场景更具性价比的选择。而Gemini 2 XL对比D455,在全量程的深度稳定性、一致性及深度精度上都有明显的优势,特别是在户外强光下仍能保持良好的深度效果,是追求高性能深度效果客户的更佳选择。此外,奥比中光作为中国本土企业,为客户提供了原厂技术支持服务,保障客户项目的及时交付。

Gemini 2系列高性能双目结构光相机.jpg

而DaBai堪称奥比中光推出的机器人视觉“经典之作”,采用3D传感技术方案中环境适用性最好的双目结构光技术。DaBai系列主打高精度,广泛用于商用清洁、商用配送场景。DaBai Max系列主打大视场角,适用于小型商用机器人,用一台相机即可替代两台相机的拼接,大幅降低成本。DaBai DCW系列则是兼顾视场角和精度的均衡型产品,低反识别效果良好,广泛用于 AMR、无人叉车、自动充电、商用清洁、商用配送、人形机器人等应用场景。

DaBai系列高性价比双目结构光相机.jpg

结 语

当前,3D视觉感知技术已成为人工智能和物联网时代的关键共性技术,是推动全球科技从互联网、移动互联网时代向智能化物联网时代发展的强大动力,也是国家智能化科技水平的重要体现之一。

在以具身智能机器人为核心的人工智能发展新浪潮推动,以及多模态大模型技术逐渐发展成熟的背景下,3D视觉感知产品在机器人领域将拥有庞大的市场需求。黄源浩表示,奥比中光将聚焦机器人与AI视觉领域,持续打造“机器人之眼”,进一步推动3D视觉感知技术在国内的产业化发展和技术升级,赋能机器人产业高质量发展。


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