随着人口老齡化和人工(gōng)智能(néng)技(jì )術的快速發展，人形機器人行業正迎來蓬勃發展。人形機器人具(jù)備智能(néng)化、靈活性和多(duō)元化的特征，使其更适應各種實際生活場景。這種通用(yòng)性的提升有(yǒu)助于實現規模效應，從而降低制造成本，為(wèi)行業帶來巨大的發展潛力和廣泛的前景。人形機器人的操作(zuò)靈活性和拟人化設計使其能(néng)夠更好地融入人們的日常生活。這種轉變從專用(yòng)化到通用(yòng)化，不僅增強了機器人的适用(yòng)性，還為(wèi)市場規模的擴大創造了條件。高性能(néng)的“機器眼”在這一進程中(zhōng)顯得至關重要，為(wèi)機器人提供了優越的感知和視覺能(néng)力，進而增強其在各類場景中(zhōng)的操作(zuò)效果。
偉景智能(néng)憑借在工(gōng)業級立體(tǐ)相機和人形機器人領域多(duō)年的技(jì )術積累和産(chǎn)品研發，推出了專為(wèi)人形機器人設計的專業視覺系統——ViEye。搭載這一視覺系統後，偉景智能(néng)的人形機器人操作(zuò)系統實現了“眼到手到”的全面覆蓋，完美結合了平面視覺、立體(tǐ)視覺和機械手控制。該系統旨在為(wèi)人形機器人提供精(jīng)準且全面的視覺信息，解決了機器人“腦、眼、手”協同融合的難題，為(wèi)機器人賦予了高精(jīng)度的感知能(néng)力，使其能(néng)夠更有(yǒu)效地應用(yòng)于各種場景。這一創新(xīn)将有(yǒu)助于提升人形機器人在實際應用(yòng)中(zhōng)的性能(néng)和效果。
人形機器人加速發展，機器視覺愈發重要
人形機器人在其發展過程中(zhōng)必須具(jù)備對外界環境的識别能(néng)力，這需要借助傳感器來實現對物(wù)體(tǐ)的識别和測距，以支持導航、避障、交互等功能(néng)。機器視覺作(zuò)為(wèi)AI深度學(xué)習的一個關鍵應用(yòng)與技(jì )術方向，其本質(zhì)是為(wèi)機器賦予“眼睛”，通過感知環境和物(wù)體(tǐ)對光的反射來獲取信息。這使得機器人能(néng)夠進行物(wù)品測量、統計、條碼和文(wén)字的讀取，以及缺陷檢測等任務(wù)。
市面上的主流人形機器人通常配備先進的機器視覺系統，結合AI算法和多(duō)模态感知能(néng)力，以實現全面的視覺功能(néng)。舉例來說，特斯拉的Optimus人形機器人搭載了8個攝像頭，采用(yòng)了純視覺技(jì )術方案，并通過算法處理(lǐ)圖像，實現了物(wù)體(tǐ)識别和環境理(lǐ)解等功能(néng)。與此不同，小(xiǎo)米的Cyber One和波士頓動力的Atlas則利用(yòng)3D視覺和其他(tā)傳感器相結合，以實現對周圍環境的更全面感知。這些先進的視覺系統使得人形機器人能(néng)夠更準确地感知和理(lǐ)解周圍世界，為(wèi)其在不同任務(wù)和環境中(zhōng)的表現提供了強大支持。
可(kě)以觀察到，上述提到的機器人立體(tǐ)視距系統主要采用(yòng)了RGB平面相機與ToF（飛行時間）立體(tǐ)相機的融合方案。ToF方案在工(gōng)作(zuò)距離遠(yuǎn)、适用(yòng)場景廣、以及較遠(yuǎn)距離精(jīng)度高方面具(jù)有(yǒu)明顯優勢。然而，值得注意的是，主流ToF傳感器在分(fēn)辨率、元件功耗和抗環境光幹擾能(néng)力等方面存在一些缺點。
對于人形機器人的視覺系統，我們認為(wèi)其必須具(jù)備一系列特性，包括滿足機器人手操作(zuò)所需的近距離高精(jīng)度（在1.5米以内需要達到<1mm的精(jīng)度）、高性能(néng)（具(jù)備抗強光和強環境适應性）、高點雲分(fēn)辨率、為(wèi)連續操作(zuò)提供高幀率，以及具(jù)備手部高速跟蹤能(néng)力（用(yòng)于高精(jīng)度手眼伺服）。然而，目前市場上主流的ToF相機在滿足這些需求方面表現相對不穩定。為(wèi)了更清晰地呈現這一觀點，下方提供了對市場主流ToF相機和偉景ViEye的比較圖。
與其他(tā)單一視覺系統相比，偉景智能(néng)的專業視覺系統不僅僅包括專業的相機系統，還整合了平面視覺智能(néng)識别、立體(tǐ)視覺精(jīng)準定位以及手眼協作(zuò)動作(zuò)控制等多(duō)個關鍵組成部分(fēn)。這構建了一套完備的機器人視覺系統解決方案，為(wèi)用(yòng)戶提供了更專業的選擇。
相機系統獨樹一幟，讓TA看得清
偉景智能(néng)視覺系統的相機系統采用(yòng)主動雙目視覺原理(lǐ)，不僅實現高精(jīng)度定位，同時具(jù)備對環境光的高适應性。在面對強光、反光、吸光等物(wù)體(tǐ)掃描時，系統能(néng)夠保持穩定地感知結果。此外，該視覺系統具(jù)備前端智能(néng)，有(yǒu)效為(wèi)機器人本體(tǐ)節省更多(duō)資源。
1、結構緊湊，專為(wèi)人形機器人設計
人形機器人的架構緊湊，因此對各個模塊系統的機械結構提出了相對較高的要求。在有(yǒu)限的空間内，視覺系統必須具(jù)備小(xiǎo)巧輕便的特性，以便能(néng)夠順利集成到人形機器人的身體(tǐ)結構中(zhōng)。特别是對于人形機器人，更合理(lǐ)的設計是将視覺系統部署在頭部，從而對模塊體(tǐ)積提出了更高的要求。
偉景智能(néng)視覺系統采用(yòng)小(xiǎo)型化設計，結構緊湊，雙目相機的瞳距可(kě)達到10cm以下。這一小(xiǎo)型化設計不僅保證了系統的視野、精(jīng)度、穩定性和可(kě)靠性，同時還具(jù)有(yǒu)自定義瞳距、工(gōng)作(zuò)距離等參數的特性。這使得視覺系統能(néng)夠根據具(jù)體(tǐ)的應用(yòng)場景和機器人設計限制進行靈活調整，具(jù)備更高的匹配能(néng)力。
2、不懼強光和反光，高清成像
偉景智能(néng)視覺系統采用(yòng)主動雙目視覺，這樣有(yǒu)助于更準确、細緻地提取立體(tǐ)數據的特征點。因此，該視覺系統不僅具(jù)備高分(fēn)辨率和高幀率的數據，還表現出良好的動态範圍和光照性能(néng)，使其能(néng)夠在各種光照條件下實現高清成像。
視覺系統在面對強光、反光、吸光等物(wù)體(tǐ)掃描時，能(néng)夠呈現出穩定的掃描結果。即使在180000Lux的強光場景下，或者在物(wù)體(tǐ)存在反光、抛光及吸光現象的情況下，系統仍能(néng)夠保持物(wù)體(tǐ)數據的完整性。偉景智能(néng)視覺系統确保人形機器人在各種情況下都能(néng)看得見、看得清。
3、前端智能(néng)，滿足快速處理(lǐ)需求
偉景智能(néng)視覺系統具(jù)備前端智能(néng)，能(néng)夠自主完成物(wù)體(tǐ)識别、體(tǐ)積測量、缺陷檢測、路徑規劃等多(duō)項功能(néng)，有(yǒu)效為(wèi)機器人本體(tǐ)節省更多(duō)資源。
偉景智能(néng)視覺系統作(zuò)為(wèi)機器人的感知系統，能(néng)夠為(wèi)機器人提供豐富的感知數據，有(yǒu)助于機器人更好地理(lǐ)解周圍環境，從而做出更準确、更智能(néng)的決策。在物(wù)體(tǐ)識别和抓取等任務(wù)中(zhōng)，視覺系統能(néng)夠協助機器人快速準确地識别目标物(wù)體(tǐ)的位置、形狀和大小(xiǎo)等信息，實現精(jīng)準地抓取操作(zuò)。
4、搭配RGBD相機，實現高精(jīng)度抓取
偉景智能(néng)視覺系統采用(yòng)主動式雙目視覺加上RGBD相機，使得系統不僅在獲取物(wù)體(tǐ)的空間位置信息時表現出色，同時還能(néng)獲取物(wù)體(tǐ)的顔色信息，從而更全面地滿足機器人的控制需求。
機器人可(kě)以利用(yòng)RGBD數據獲取物(wù)體(tǐ)的顔色和深度信息，從而更全面地了解物(wù)體(tǐ)的形狀、大小(xiǎo)和距離等屬性。在抓取操作(zuò)中(zhōng)，顔色信息有(yǒu)助于機器人判斷物(wù)體(tǐ)是否屬于同一類别，而深度信息則幫助機器人準确确定物(wù)體(tǐ)的位置和距離，從而實現更精(jīng)準地抓取。因此，RGBD數據的引入為(wèi)機器人的感知和決策提供了更多(duō)的依據和支持。
5. 立體(tǐ)視覺系統規格表
多(duō)技(jì )術協同融合，領先的機器人視覺解決方案
ViEye在先進的相機技(jì )術基礎上，通過将平面視覺智能(néng)識别、立體(tǐ)視覺精(jīng)準定位和手眼協作(zuò)動作(zuò)控制等多(duō)項技(jì )術協同融合，構建了領先的機器人視覺解決方案。具(jù)體(tǐ)而言：
第一步是通過平面視覺進行物(wù)體(tǐ)識别，利用(yòng)深度學(xué)習和模式識别等技(jì )術，系統能(néng)夠自動識别圖像中(zhōng)的物(wù)體(tǐ)、場景和人臉等特征，從而實現對圖像内容的理(lǐ)解和分(fēn)析。偉景智能(néng)通過深度學(xué)習和統一管理(lǐ)積累了豐富的機器人識别信息，形成了強大的視覺系統認知庫。
第二步是通過立體(tǐ)視覺實現精(jīng)準定位。一旦識别出目标物(wù)體(tǐ)，系統可(kě)以同時控制機器人的“眼睛ViEye”獲取高精(jīng)度位置信息的點雲數據。偉景智能(néng)采用(yòng)領先的相機技(jì )術，可(kě)以輕松适應各種不同形狀和表面特征的物(wù)體(tǐ)。
第三步是在機器人的動作(zuò)過程中(zhōng)，視覺系統能(néng)夠實時跟蹤機械手，協同實現對動作(zuò)的精(jīng)準控制，例如抓取、放置、移動物(wù)品等。結合偉景智能(néng)擁有(yǒu)的專利機械手技(jì )術，偉景智能(néng)視覺解決方案實現了“平面視覺到、立體(tǐ)視覺到、手到”的全方位協同。
關于偉景智能(néng)和偉景機器人
北京偉景智能(néng)科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司（英文(wén)名(míng)“Vizum”）成立于2016年，是一家專注于立體(tǐ)智能(néng)視覺和機器人技(jì )術的人工(gōng)智能(néng)公(gōng)司。公(gōng)司以立體(tǐ)視覺工(gōng)業相機和人形機器人為(wèi)核心産(chǎn)品，緻力于研究、開發和生産(chǎn)。作(zuò)為(wèi)國(guó)家級高新(xīn)技(jì )術企業和北京市專精(jīng)特新(xīn)中(zhōng)小(xiǎo)企業，偉景智能(néng)擁有(yǒu)完整的3D立體(tǐ)智能(néng)相機解決方案和智能(néng)機器人生産(chǎn)線(xiàn)。公(gōng)司全面覆蓋自主核心算法、軟件、硬件以及行業系統解決方案，形成了全産(chǎn)業價值鏈。
偉景智能(néng)自主研發的高精(jīng)度3D立體(tǐ)智能(néng)相機廣泛應用(yòng)于各類機器人和智能(néng)檢測平台。公(gōng)司已申請超過百項知識産(chǎn)權，成功運用(yòng)于工(gōng)業自動化、智慧礦山(shān)、鋼鐵冶金、鐵路、農業等多(duō)個行業。擁有(yǒu)超過300種落地化智能(néng)視覺開發項目，為(wèi)100多(duō)家客戶提供服務(wù)。
陝西偉景機器人科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司（ViHero）是偉景智能(néng)的全資子公(gōng)司，是國(guó)内領先的智能(néng)機器人自研企業。專注于智能(néng)人形機器人和立體(tǐ)智能(néng)視覺系統的研發和應用(yòng)，産(chǎn)品包括智能(néng)機器人、智能(néng)人形手、采摘機器人等多(duō)款智能(néng)産(chǎn)品。
偉景智能(néng)将持續緻力于推動工(gōng)業級立體(tǐ)視覺和人形機器人技(jì )術的創新(xīn)，為(wèi)行業提供高效、智能(néng)的解決方案。公(gōng)司将與客戶緊密合作(zuò)，為(wèi)國(guó)家的自主創新(xīn)和智能(néng)制造發揮重要作(zuò)用(yòng)。