圖漾科技費浙平:3D工業(yè)視覺的落地之道
機器視覺在工業(yè)自動化系統(tǒng)的應用由來已久,從物品的拾取方式,到對象的跟蹤計量,再到產(chǎn)品的缺陷檢測,機器視覺作為人眼的“替代品”,在工業(yè)中的作用不言而喻。機器視覺的應用可以大幅提高產(chǎn)品質量,消除生產(chǎn)錯誤,同時能夠降低企業(yè)生產(chǎn)的人工成本,尤其是在一些高危工作環(huán)境和人類視覺不適用的場景下,機器視覺的發(fā)揮的效應更為重要,是工業(yè)自動化發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。
一直以來,我國工業(yè)自動化中的所用的“眼”,所采用的都是2D視覺,在過去的30年里,2D的機器檢測技術已在我國自動化和產(chǎn)品質量控制過程中,發(fā)展得較為成熟。這種根據(jù)灰度或彩色圖像中對比度的特征提供結果的技術,主要的應用場景有條碼和字符閱讀、標簽檢查和驗證、基本的位置驗證、特征存在和二維尺寸驗證、表面標記檢測等。但不可否認的是,2D的檢測技術具有一定局限性,比如無法識別物體體積,易受變量照明條件影響,對物體運動過于敏感等,在一定程度上限制了機器視覺的使用場景。
但近兩年來不斷發(fā)展的3D視覺技術為行業(yè)帶來新的可能性。成立于2015年的圖漾科技,就是一家專業(yè)提供3D計算機視覺設備及技術方案的企業(yè),公司技術創(chuàng)新來自于其自主研發(fā)的主動雙目技術,通過疊加“結構光 + 雙目攝像頭”技術方法實現(xiàn)景深計算。
在圖漾科技創(chuàng)始人費浙平看來,目前國內視覺落地的發(fā)展勢頭還不錯,但是落地的過程還是很痛苦,初創(chuàng)企業(yè)想要在這個領域長足發(fā)展,早期的試錯過程不可避免。
集成商技術能力的局限性,或是3D機器視覺落地過程中的最大挑戰(zhàn)因素
對于成了已經(jīng)三年多的圖漾來說,三五十人的規(guī)模以及兩輪千萬級別的融資金額,并不算發(fā)展得特別迅速,費浙平也對億歐坦言,圖漾的業(yè)務是推進得比較慢的,因為前期他們花了大量的時間在與合作企業(yè)的嘗試上。
“在機器人領域,沒有哪家企業(yè)能夠做到將核心硬件、核心軟件和系統(tǒng)集成的業(yè)務全部包攬在自己身上的!辟M浙平說道,“這與整個行業(yè)的發(fā)展格局相關,也將會是未來的發(fā)展方向!币虼,通常提供視覺解決方案的企業(yè),或提供硬件、軟件,或兩者兼?zhèn),很少看到他們會涉及到系統(tǒng)集成領域。
據(jù)了解,系統(tǒng)集成商的工作是對生產(chǎn)工藝的把握,資源的整合,是把生產(chǎn)出來的機器人與視覺傳感、機床設備等進行連接和調試,這樣才能實現(xiàn)真正的自動化生產(chǎn)。隨著硬件端產(chǎn)品技術的不斷進步,以及算法與軟件層面的不斷優(yōu)化,3D深度視覺在精度和實用性上都得到了大幅度的提升,與此相對應的,技術門檻也進一步提高。在費浙平的看來,3D視覺的需求面很廣,但真正能落地的面是很窄的,這其中最主要的原因,在于集成商的技術能力“不給力”。
可以看到的是,目前市場上大部分的集成商對目前機器智能的認知是有局限性的,三五十人做生意的企業(yè)特別多,但真正具備技術遷移能力的集成商鳳毛菱角。這類企業(yè)在開展業(yè)務的過程中往往只盯住單一業(yè)務線,然后進行復制,無法做到技術的沉淀和積累,不利于機器智能的普及。
3D視覺落地的拓展,除了技術提升還要關注行業(yè)需求
許多人認為機器視覺技術的發(fā)展,應該體現(xiàn)在精度的提升上。但在工業(yè)應用中3D視覺的精度真的需要那么高嗎?費浙平提出了截然相反的觀點。
首先,是為了維持穩(wěn)定性。視覺精度的提升,實則是運算量的提升,對計算能力的要求是呈指數(shù)級增長的。與計算機處理器類似,運算量越大實則不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前我們能看到市場上有一些搭載3D視覺方案的分揀機器人,可以做到抓取和識別異物,但越是“炫技“,客戶其實對其穩(wěn)定性是持有懷疑態(tài)度的。因此,他們寧可多花五倍十倍的價格去購買穩(wěn)定性更高的設備,也要保證自動化生產(chǎn)線的穩(wěn)定性。
其次,是為了更好的促使技術落地。有些企業(yè)喜歡對外宣稱自己的3D視覺解決方案精度很高,但同樣這類設備也具有體積大、價格高、功耗大的特點。但實際生產(chǎn)過程中,大多數(shù)時候并不需要精細到這種程度,厘米級別已經(jīng)“夠用”了。費浙平認為,相比精度的提升,目前能夠降低生產(chǎn)成本和功耗的產(chǎn)品,才更加利于3D視覺技術的推廣。
據(jù)悉,圖漾目前設備的精度最高也就做到1mm,但與此相對應的是他們的產(chǎn)品在設備提及、功耗、價格這些方面都更具備競爭優(yōu)勢。費浙平介紹到,圖漾生產(chǎn)的3D機器視覺設備可以用普通的USB口供電,價格按照客戶需求制定方案,最便宜的才500美元,這才是普及機器智能視覺的方式。
據(jù)費浙平介紹,目前其實有許多行業(yè)有3D機器視覺的需求,物流行業(yè)就是一個典型的例子。隨著我國電子商務市場規(guī)模的不斷擴大,包裹分揀的工作量也日益增加,而在人口紅利逐漸消失的當下,運用機器視覺提升物流行業(yè)中包裹的分揀效率迫在眉睫。
然而,過去物流行業(yè)在運用機器視覺做物品檢測時有頗多難點,一方面是物品的體積過大,需要使用拼接相機才能檢測其全貌;另一方面物流行業(yè)的現(xiàn)場工況與工廠相比要更加復雜,如光照條件等,十分容易影響檢測結果;再加上機器視覺對異構物體的檢測需要重新更新算法等,都是傳統(tǒng)2D技術難以解決的問題,而圖漾則是在不斷的研發(fā)過程中逐步攻克下了這些難點。目前,圖漾科技的技術已經(jīng)成熟落地,通過與京東的合作,圖漾形成了自己的標準化3D視覺方案產(chǎn)品,并可以進行快速復制,完成了從零到一的跨越。
雖然3D機器視覺還處于非常早期的階段,但機器替人必然是未來的發(fā)展趨勢,而工業(yè)自動化進程也會不斷加強,在此背景下,以圖漾科技為代表的3D視覺技術解決方案企業(yè),將面臨更多機遇與挑戰(zhàn)。

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