传感器,就是用来收集环境信息的工具,是机器的眼睛、耳朵和皮肤。

上海图漾信息科技有限公司(percipio.xyz),做的就是担任机器眼睛的深度(RGBD)摄像头:双目摄像头加结构光收集环境信息,用自主研发的算法在FGPA芯片上进行计算。近场产品检测距离在2米内,精度为1毫米;远场产品最大检测距离到10米。满足工业级的抗震防尘等要求,在Windows、Linux、Android、ROS等平台均可使用。

最新推出的FM810型号,测量距离在0.5-6米,精度达到距离的0.25%,深度分辨率为业内最高的960P。

市面上3D视觉感知的方案主要有三种:单目结构光(如PrimeSense的Kinect一代),双目可见光(如LeapMotion)和飞行时间法(ToF,如微软的Kinect二代)。其中单目结构光是目前最主流的机器视觉工程化实现方法,ToF则主要适用于体感游戏。图漾的副总经理徐韬告诉36氪,图漾使用双目结构光,在规避PrimeSense的专利之外,也因为这个方案自身的优势。通过融合单目结构光和双目可见光,双目结构光摄像头的鲁棒性高于前两者——比如,单目结构光在某些场景下会受到环境光的干扰,摄像头在这种情况下可直接转变为双目可见光模式。此外,多个单目结构光摄像头在同一空间内(比如多台服务机器人、多台VR设备等),因各自的空间散斑互相干扰,无法最佳工作。这也是双目结构光可以规避的。

双目结构光技术,最大的难点在于算法能否有效并高速地处理和分析摄像头采集的信息,图漾的优势,来源于它的团队在这个领域的经验累积。图漾的团队现在共有20人,其中技术人员16人。创始人兼CEO费浙平来自复旦大学电子工程系,是ARM在大陆的第一名员工,此后在MIPS公司任高管。核心技术团队是国内第一个实时景深技术开发团队Click的原班人马,在深度摄像头硬件和算法上有六年多的经验,图漾的产品可以说是对此前研发技术的工程化。目前,Active Stereo等核心技术已经完成研发和相关专利申请,量产化的产品也已经落地。现阶段团队集中于优化算法,进一步提升对于视觉传感器来说最重要的分辨率、精度、帧率等参数表现。

*结构光技术是一种机器视觉工程化的实现方法。当激光照射到粗糙表面或穿透毛玻璃后,会形成随机的反射斑点(散斑)。散斑具有高度随机性,且会随着距离而变换图案,空间中任何两处的散斑都会是不同的图案。这等于是将整个空间加上了标记,所以任何物体进入该空间、以及移动时,都可确切纪录物体的位置。结构光技术通过向检测空间内投射经过编码的激光光斑阵列,对空间进行标定并辅助计算三维空间位置,其关键在于投射光学系统、“结构光”pattern编码和衍射光学系统设计,以及图像处理和视觉计算算法。

传感器的商业化,除了技术的产品化,就是价格的市场化。实现了量产的图漾,现在提供定价从400元至4000元的一系列产品。此外,相较于产品寿命受限于其激光发射器(约700小时寿命)的单目结构光,光学标定方式不同的双目结构光方案允许激光发射器的直接替换,从而大幅降低了传感器的使用成本(替换激光发射器的价格仅为整个传感器的10%),也延长了摄像头模块的工作时间。

被问及市场拓展情况时,徐韬说,业内最大的技术供应商PrimeSense的产品有深度摄像头模块、完善的SDK、定制的DSP+硬件加速器芯片以及强大的专利池,因此在其被苹果收购、停止所有对外授权和供货后,市场上类似方案供应几乎空白,需要深度摄像头的公司对替代技术方案非常渴求。目前图漾的客户已有数百家,也有一些大型跨国公司在为采购进行产品试用,反馈非常好。图漾现在需要做的,就是加快产品研发速度,尽快跟上客户的需求。

官方网店是图漾现在的主要销售渠道。

图漾提供了适用于不同距离、满足不同精度需求的一系列标准化产品

深度摄像头,作为机器视觉的底层传感器,下游市场非常广阔。随着技术的发展,单台深度摄像头售价由早年的万至十万元级下降至现在的百至千元级,应用行业由最早的军用领域和工业领域(如机械臂、工业机器人),逐步扩展至商用领域,为服务机器人、无人机、自动驾驶汽车等提供视觉感知——大疆无人机和特斯拉Autopilot2.0,都以双目摄像头为核心视觉传感器。深度摄像头在消费领域的应用,也将随着成本的持续降低而越来越广;所有涉及机器视觉的智能硬件厂商,都是潜在客户。预计2020年累计出货量超1亿台(ABI Research)的VR设备,以及预计2024年销售额达1002亿美元(Grand View Research)的AR设备,都需要远距离深度摄像头进行环境感知和建模、近距离深度摄像头进行手势识别等体感交互。据悉,苹果将在iPhone 8的前置摄像头上增加TOF深度摄像头,支持2D自拍照转3D和面部识别;全球12.93亿出货量的智能手机中,如果高端手机将升级至深度摄像头,这又是一个巨大的市场。市场调查机构MarketsandMarkets的报告显示,机器视觉系统与元件的全球市场规模在2012年超30亿美元,在2013-2018年间预计将以8.2%的年复合成长率(CAGR)成长,在2018年达到50亿美元。

面对不同的下游市场,图漾的竞争对手也并不相同。在近距离视觉感知的应用场景中,面向AR、VR、智能手机和服务机器人的市场,图漾的主要对手是采用单目结构光技术的深度摄像头生产厂商如奥比中光、华捷艾米,和采用TOF技术的深度摄像头厂商如舜宇光学、海康威视。在近距离场景的环境感知中,图漾的双目结构光技术能够提供TOF技术无法获取的色彩信息,最新发布的FM810摄像头则实现了1120×920的深度分辨率、突破了竞品640P的限制,这在对分辨率要求更高的商用场景中优势较大(如AR广告等);但数倍于低分辨率的计算量意味着更长的计算时间,而双目摄像头的帧率也低于单目摄像头,因此在对反应速度要求较高的体感交互应用(如VR游戏等)中,图漾并无显著优势。

在远距离视觉感知的应用场景中,面向无人机、无人车和部分服务机器人的市场,图漾的对手在上述深度摄像头厂商之外,多了其他传感器厂商,如毫米波雷达厂商如德尔福、多线激光雷达厂商如Velodyne、Quanergy等。不过,这些应用场景大多对系统鲁棒性要求较高,通常使用多传感器融合,收集不同渠道的信息,互相交互校验。换言之,如果图漾能够在同一价位提供最优性能(分辨率和反应速度),即可作为视觉传感器被集成应用。

关于提供垂直场景中软硬件一体化解决方案的厂商(如工业机器人中的Vizum,服务机器人中的思岚、速感科技、PerceptIn,自动驾驶中的Mobileye、中科慧眼,安防监控中的格灵深瞳等等)是否会成为图漾的对手,徐韬说,图漾的定位,是提供市面最高质量的深度图的摄像头,在主要面对的、拥有成熟技术的大客户之外,提供解决方案的厂商也可能发展为下游客户。

市面主流深度摄像头厂商最新产品参数对比(图片来自官网)。图漾最近发布的FM810深度摄像头(左上),深度分辨率达到了1120X920,突破了市场上深度摄像头普遍640P的藩篱。

这么看来,想在这个市场切一块蛋糕,图漾需要在现阶段保证产品的优势,在未来基于不同场景需求,开发适配于不同尺寸的设备的芯片,并做好与硬件匹配的软件。徐韬透露,图漾已经在与软件开发商合作,同时也会开始筹备对适用于手机等小型设备的芯片的设计和开模。

公司目前正在进行A轮融资。此前,公司获得过1500万元的Pre-A轮融资和来自PreAngel数百万人民币的天使轮投资。

推出960P深度摄像头,图漾想为智能硬件和机器人提供更高清的视觉

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