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发布时间:2023-04-30 20:59:08
编辑:物公基
正如人类依托眼睛看清世界普通,机器人也需求借助“机械之眼”——机器视觉来辨认环境并与之产生交互。而无论是生活中常见的人脸辨认、文字辨认(OCR),还是自动驾驶、工业视觉检测、医疗影像聪慧诊断等前沿科技应用,都离不开机器视觉的支持。
随着各行各业智能化转型加速,人机交互场景愈加复杂多元,对机器视觉辨认的精度和效率请求随之提升。在此趋向下,具备更强感知才能的3D机器视觉登上应用舞台。那么,什么是3D机器视觉?它将给我们的消费生活带来哪些革新?以下,enjoy:
01、机器之眼:从平面走向平面
机器视觉是一种运用图像处置、形式辨认、计算机视觉和深度学习等技术来模仿人类视觉功用的技术,其可分为“视”和“觉”两局部原理:“视”即捕捉外界信息,经过成像来显现成数字信号反应给计算机;“觉”即计算机对数字信号停止处置和剖析。
在过去,机器视觉主要以二维图像剖析和辨认为主,也即2D机器视觉。它能够经过摄像头拍摄平面照片,并对图像中的目的物体停止辨认、丈量、定位和追踪,可用于缺失/存在检测、条形码和光学字符辨认、基于边缘检测的各种二维几何剖析。但在处置复杂的三维物体、运动物体以及存在遮挡的图像时,2D机器视觉常常会存在较大的辨认和丈量误差。
随着人工智能、5G、大数据等技术的持续开展,机器视觉也迎来快速迭代晋级,目前3D机器视觉技术已开端走上应用舞台。
3D机器视觉好比人类的眼睛,能够完成对物体的三维外形、大小、位置、姿势等特征的丈量和剖析。相比2D视觉,3D视觉具备如下优势:
● 更准确的丈量:3D视觉能够提供物体的3D轮廓、深度信息和空间位置,因而在处置需求准确丈量和定位的应用时精确性较高,如自动化制造、智能机器人等。
● 更强的鲁棒性:3D视觉能够防止由于光线、背景、遮挡等要素惹起的2D图像噪声和误判,因而可以在复杂的环境下稳定工作。
● 更低的误检率:由于2D视觉无法对物体的深度停止丈量,可能会呈现误检的状况。3D视觉可协助精确辨认物体存在与否,并完成自动定位与抓取,使自动化消费具有更高的效率和精度。
02、如何赋能各行各业?
各行各业智能化晋级背景下,人机交互场景日趋复杂,对视觉辨认的精度和效率请求也随之不时提升。截至目前,3D视觉凭仗强大的优势,正逐渐向智能制造、自动驾驶、生物辨认、AIoT(人工智能物联网)等多个范畴拓展。
在智能制造范畴,3D视觉对环境光变化不敏感且愈加精准,常搭载2D协同运转,主要应用于工业机器人的定位与导航、产质量量检测、物料分拣等。例如在工业机器人范畴,经过搭载3D视觉传感器,工业机器人可以完成间隔感知、避障导航、三维地图重建等多项功用,从而更好地完成分拣、搬运、排障等多项效劳,大幅减少人工需求。
目前,智能制造范畴高精细3D丈量技术需求日益增长,国内已有局部企业展开积极探究。
联想集团首款自研工业机器人晨星机器人具备自主形式和人机协同形式。在人机协同形式下,工作区的晨星机器人经过3D视频将远程环境实时传输给操作区的用户,用户则经过头戴AR设备平面感知环境来下达控制指令;在自主形式下,晨星机器人能够智能行动、智能建图,采用3D物体辨认来引导机械臂执行任务,并自主规划途径、完成避障功用。
据悉,晨星机器人基于联想集团行业抢先的智能边缘计算技术,以及混合理想和计算机视觉技术打造。其采用的3D相机、计算单元等硬件设备,以及3D重建、运动规划、自然示教、人机协同等智能化技术,全部由联想集团自主研发。
晨星机器人目前已应用到包括装配流水线、喷涂车间、电力巡检作业、核电站等场景在内的各种特殊、极端的工作场景中,在提升消费效率的同时降低人工作业风险。
在自动驾驶范畴,3D视觉感知技术主要分为车外和车内应用。车外应用包括自动驾驶及辅助驾驶360度3D环顾、车外身份辨认等;车内应用包括驾驶员检测以及智能座舱等交互。
在生物辨认范畴,我们日常曾经习气的人脸解锁手机、刷脸支付、刷脸解锁闸机等背后都离不开机器视觉的支持。相较于传统2D视觉,3D视觉具有极高平安级别的防伪优势,能够抵御照片、面具、头模等多种“假装”手腕。
在AIoT范畴,3D视觉可用于空间扫描、效劳机器人、AR、人体扫描等各个细分场景。例如,经过3D视觉感知技术可协助AR设备对四周环境停止三维重建,并精准辨认人的手势、动作,从而使人与虚拟影像和环境的交互愈加细腻真实。
03、国内3D视觉企业有望弯道超车
机器视觉正成为数智化时期的重要技术驱动力气之一。从国内应用状况来看,我国尚处于早期开展阶段,但增长态势良好。
据高工机器人产业研讨所(GGII)数据显现,近年来我国机器视觉市场长期坚持20%的均速增长,2021年市场增速超越45%,其中3D视觉市场约为11.51亿元。虽然市场范围仍相对较小,但增速曾经超越100%。
放眼全球,3D视觉市场尚未呈现明显寡头格局,国内外企业起跑线相差不远。据GGII判别,3D视觉有望成为国产化引领的典型。在这一背景下,国内已有局部创新企业持续深耕3D视觉相关技术,助力完成“弯道超车”。
联想之星被投企业驭光科技以微纳光学元件(DOE、ROE)的设计和制造为中心技术,提供国际抢先的三维视觉模组及系统处理计划。据悉,驭光科技具有从中心微纳光学器件、投射模组、深度算法到视觉系统的完好设计消费实力,其产品应用范畴包括3D人脸辨认(刷脸支付/门禁/门锁)、机器人视觉、消费电子、车载电子、人机交互AR/VR、安防监控、智能家居、物流仓储等。
在全球“工业4.0”趋向以及数字化、智能化、自动化转型需求下,作为人工智能的重要开展分支,3D机器视觉以其高精度和高效率的智能化特征遭到普遍关注。将来,3D视觉将让更多智能终端具备“人眼”的感知实力,从“看清世界”进化到“看懂世界”,从而赋能各行各业完成自动化、智能化转型晋级。