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专注于工业级ToF深度传感技术
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2023-01-05 15:48:41来源: 中国机器视觉网811

ToF(飞行时间法)作为3D视觉感知方案中较为成熟的技术,因其计算简单、运算负荷低、帧率高、工作距离范围大等特点广受关注,并在短短几年时间里得到快速的发展。早在2016年,维感科技团队便开始了ToF感知技术的应用研究,是国内最早的一批从事TOF感知技术的团队。经过近6年TOF感知领域的专业技术积累,维感科技已有多款TOF深度相机产品实现了批量出货,同时还与客户一起开发了定制化的产品和软件,并提供优质的服务。

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青岛维感科技有限公司CEO杨洪涛

成功的背后,从来都是坚持与努力

初次接触维感很多人都会产生一个疑问。维感科技成立于2020年,其技术储备与销售业绩却并不像一个才刚刚成立两年的公司能够具有的。当中国机器视觉网记者问及这个问题,青岛维感科技有限公司CEO杨洪涛解释说道:“虽然公司成立时间只有短短的两年时间,但此前公司核心团队已合作共事10年以上,团队长期服务SONY, Facebook,Huawei,Google,Amazon等全球知名公司,行业内资源、经验丰富。”

维感核心团队早在2016年就开始了TOF感知技术和市场的研究,是国内最早的一批从事TOF感知技术的团队。

2017年,团队陆续发布了DCAM100和DCAM710两款产品,以及相应SDK和图形化工具,其中DCAM710产品沿用至今,作为前期评估和学习平台广受客户好评。同时为国内外客户定制开发ToF产品,其中6款产品投入到实际场景应用。

2018年,团队开始设计和开发人脸支付用ToF模组类产品,并量产。为国内第一款刷脸支付被商用的ToF产品;

2019年至今,团队开始布局工业市场,并陆续推出3款工业ToF用产品。与此同时针对垂直场景,团队布局软件和算法团队建设,有能力在客流统计,行为分析,DWS多个场景实现一站式解决方案。

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不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。维感能在公司成立两年时间内,稳抓客户,实现营收上千万,出货逾万台的业绩。这与初创团队多年以来来不断积累产品开发经验、整合供应链资源有离不开的关系。而杨洪涛本人就是做技术出身,曾获加州大学伯克利分校EMBA、电子工程硕士学位,历任歌尔股份副总裁、德信无线平台总监、摩托罗拉产品工程师,拥有消费电子产品行业经验20年以上。这些海外留学和工作经历成为了维感走出国门,开拓海外市场最宝贵的资本。

聚焦3D机器视觉赛道,专注ToF技术升级

ToF即飞行时间(Time of Flight)测距技术,是通过给目标连续发送光脉冲,用传感器接收从物体返回的光,以探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到与目标物距离。具有计算简单,运算负荷低,帧率高,工作距离范围大(0.15-6米),精度稳定(低于1%),受光照变化的影响小,可以在强光和黑暗中工作等特点。这项技术原理看似简单,但实际需要硬件驱动、光学、算法到滤波等多个层面的技术打磨,其应用场景很多。2020年3月,苹果发布的新款 iPad Pro就搭载了3D dToF 技术,可在纳秒级(ns,1ns=10亿分之一秒)的极短时间内测量5米内反射回来的光子。

杨洪涛说道:“相比于红外感知监测及毫米波雷达方案,ToF技术在个体姿态识别和精度上优势明显,同时又确保不抓取彩色图像,可以完美兼顾安防与隐私、满足多样化场景刚需并快速落地。”

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TOF感知技术在近10年时间内发展迅猛,应用领域也从最早的消费级应用场景到越来越多的工业级应用场景。在工业自动化、仓储物流及移动机器人等场景中,该技术可以帮助传统应用场景同步获得彩色信息与距离信息,从而帮助机械手臂更加准确地抓取物体;让移动机器人灵活躲避障碍物;也支持物流分拣中的小件无序抓取等应用场景。“另外,TOF技术的成本优势明显,对于需要大规模应用的机器视觉场景尤其适用。”杨洪涛补充道。

持续挖掘技术优势,助力推进隐私化安防

基于ToF技术,让安防更兼顾个体隐私,正是当前维感科技最为关注的场景之一。在欧美国家,由于人们对隐私的高度关注和相关法律法规的限制,已有创业公司开始抢占赛道,中国市场也逐渐苏醒,缺口已然打开。

据杨洪涛介绍,“隐私化安防”这一概念最先是由维感科技在国内提出。公司现已成功研发的ToF应用系统采用WDR(宽动态范围)技术、平面度还原算法和实时语义分割算法,可支持多机共存。就技术实现角度而言,这套系统可确保不做身份识别,但会通过先进的3D感知技术和算法实现对人体体态、行动轨迹、驻留时间、身高的检测,甚至进一步做到体重和性别的估测。

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该类应用上,传统解决方案多基于红外传感器,毫米波雷达等,准入门槛较低,主要实现的是“拌线检测”之类的简单功能——运动物体遮挡一次计一个数。最常应用于商场门口的客流统计,但精准的人体姿态检测尚不能实现,这也意味着无法从其数据中挖掘出更好的商业价值。

而维感科技ToF技术已能实现较高的分辨率,精度刚好可以满足识别个体基本特征、又不抓取人脸。目前,搭载了人工智能算法的TOF 3D深度感知相机作为新一代智能闸机前置辅助系统的关键设备已率先在闸机行业落地。

布局全新商业模式,落地多样应用场景

维感科技围绕ToF技术布局“模组+整机+系统”多层商业模式,主要是面向客户提供标品直销和产品定制化服务,并按客户场景需求实现产品的单独开发、设计和制造。沿着公司既定的“ToF模组领导厂商和行业应用专家”战略,且凭借长期的行业经验和过硬的技术能力,维感科技团队已帮助大量客户制定适合的解决方案,打通了从产品定义、软件、光学、算法、产品测试、标定,到批量生产、物料采购、品质管理、自建产线等业务全链条。

杨洪涛认为,围绕TOF深度相机当前实现的毫米级精度,为多种应用场景创造最优秀的产品,维感要做的是基于现有的像素芯片做出全球性价比最高的相机产品,推动TOF感知技术在核心场景中的大规模使用。

“目前我们做的几个系列的TOF深度相机分辨率是640*480,可以满足很多应用场景中,如AGV托盘识别和避障,物流领域的包裹识别与测量,传送带上的物体抓取与分拣。另外,我们基于百万像素的工业级TOF深度相机新品也在研发中,将会在2023年推出。”杨洪涛告诉记者。

维感科技接下来将仍以国内及发达国家市场为重心,在1-2年内将拓展多个ToF技术平台,围绕隐私化安防、移动机器人等3-5个主要应用场景,为核心客户提供高性价比的专有设计和自研算法,推动行业应用创新。

当前维感科技ToF技术落地领域:

• 智慧物流领域:包裹状态和位姿识别进行单件分离;包裹尺寸测量; 

• AGV/AMR领域:托盘位姿自动识别;立体库避障; 拆码垛;无序抓取

• 智慧农业领域:通过果蔬大小和颜色识别引导机械手完成采摘

• 安防和商业领域:客流统计,用户距离捕捉

• 娱乐健身领域:姿势捕捉,游戏互动

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打造毫米级精度的深度环境,加速TOF感知技术国产化替代

维感科技一直在不同的领域探索更多应用的可能性,并与上下游积极互动,第一时间掌握市场需求方向,目前产品已升级至第三代。随着百万像素产品的推出,相信维感科技的TOF深度相机产品会适用于越来越多的应用场景。“下半年,维感科技将推出更高性价比的一款工业级RGB-D产品DS Air,以千元级价格的产品为用户打造毫米级精度的深度环境,加快TOF感知技术国产化替代进程。”在采访的最后,杨洪涛再次向记者爆出一个好消息。

  • 黄耀

    北京阿丘科技有限公司CEO

    阿丘科技成立于2017年,是北京市专精特新“小巨人”企业、国家级高新技术企业。核心团队源自清华大学AI实验室,致力于将领先的人工智能、机器视觉技术应用于工业领域,赋能全球制造型企业。公司的AI产品目前已部署上线数百家工厂,包括数十家先进制造业标杆企业,已成为国内工业AI平台的领跑者。本期 《机器视觉》杂志封面故事邀请了北京阿丘科技有限公司CEO黄耀,请他分享这家“小巨人”企业成长的风雨与风景。
  • 鲁耀杰

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    近日,中国机器视觉网特别采访了元橡科技(北京)有限公司CEO鲁耀杰,一起来看看元橡科技双目立体视觉如何为行车安全保驾护航?双目立体视觉的未来又将走向何方?
  • 杨洪涛

    青岛维感科技有限公司CEO

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