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图漾科技费浙平:3D工业视觉的落地之道

2018-10-15 16:07
来源: 亿欧网

机器视觉在工业自动化系统的应用由来已久,从物品的拾取方式,到对象的跟踪计量,再到产品的缺陷检测,机器视觉作为人眼的“替代品”,在工业中的作用不言而喻。机器视觉的应用可以大幅提高产品质量,消除生产错误,同时能够降低企业生产的人工成本,尤其是在一些高危工作环境和人类视觉不适用的场景下,机器视觉的发挥的效应更为重要,是工业自动化发展中不可或缺的一环。

一直以来,我国工业自动化中的所用的“眼”,所采用的都是2D视觉,在过去的30年里,2D的机器检测技术已在我国自动化和产品质量控制过程中,发展得较为成熟。这种根据灰度或彩色图像中对比度的特征提供结果的技术,主要的应用场景有条码和字符阅读、标签检查和验证、基本的位置验证、特征存在和二维尺寸验证、表面标记检测等。但不可否认的是,2D的检测技术具有一定局限性,比如无法识别物体体积,易受变量照明条件影响,对物体运动过于敏感等,在一定程度上限制了机器视觉的使用场景。

但近两年来不断发展的3D视觉技术为行业带来新的可能性。成立于2015年的图漾科技,就是一家专业提供3D计算机视觉设备及技术方案的企业,公司技术创新来自于其自主研发的主动双目技术,通过叠加“结构光 + 双目摄像头”技术方法实现景深计算。

在图漾科技创始人费浙平看来,目前国内视觉落地的发展势头还不错,但是落地的过程还是很痛苦,初创企业想要在这个领域长足发展,早期的试错过程不可避免。

集成商技术能力的局限性,或是3D机器视觉落地过程中的最大挑战因素

对于成了已经三年多的图漾来说,三五十人的规模以及两轮千万级别的融资金额,并不算发展得特别迅速,费浙平也对亿欧坦言,图漾的业务是推进得比较慢的,因为前期他们花了大量的时间在与合作企业的尝试上。

“在机器人领域,没有哪家企业能够做到将核心硬件、核心软件和系统集成的业务全部包揽在自己身上的。”费浙平说道,“这与整个行业的发展格局相关,也将会是未来的发展方向。”因此,通常提供视觉解决方案的企业,或提供硬件、软件,或两者兼备,很少看到他们会涉及到系统集成领域。

据了解,系统集成商的工作是对生产工艺的把握,资源的整合,是把生产出来的机器人与视觉传感、机床设备等进行连接和调试,这样才能实现真正的自动化生产。随着硬件端产品技术的不断进步,以及算法与软件层面的不断优化,3D深度视觉在精度和实用性上都得到了大幅度的提升,与此相对应的,技术门槛也进一步提高。在费浙平的看来,3D视觉的需求面很广,但真正能落地的面是很窄的,这其中最主要的原因,在于集成商的技术能力“不给力”。

可以看到的是,目前市场上大部分的集成商对目前机器智能的认知是有局限性的,三五十人做生意的企业特别多,但真正具备技术迁移能力的集成商凤毛菱角。这类企业在开展业务的过程中往往只盯住单一业务线,然后进行复制,无法做到技术的沉淀和积累,不利于机器智能的普及。

3D视觉落地的拓展,除了技术提升还要关注行业需求

许多人认为机器视觉技术的发展,应该体现在精度的提升上。但在工业应用中3D视觉的精度真的需要那么高吗?费浙平提出了截然相反的观点。

首先,是为了维持稳定性。视觉精度的提升,实则是运算量的提升,对计算能力的要求是呈指数级增长的。与计算机处理器类似,运算量越大实则不利于系统的稳定性。目前我们能看到市场上有一些搭载3D视觉方案的分拣机器人,可以做到抓取和识别异物,但越是“炫技“,客户其实对其稳定性是持有怀疑态度的。因此,他们宁可多花五倍十倍的价格去购买稳定性更高的设备,也要保证自动化生产线的稳定性。

其次,是为了更好的促使技术落地。有些企业喜欢对外宣称自己的3D视觉解决方案精度很高,但同样这类设备也具有体积大、价格高、功耗大的特点。但实际生产过程中,大多数时候并不需要精细到这种程度,厘米级别已经“够用”了。费浙平认为,相比精度的提升,目前能够降低生产成本和功耗的产品,才更加利于3D视觉技术的推广。

据悉,图漾目前设备的精度最高也就做到1mm,但与此相对应的是他们的产品在设备提及、功耗、价格这些方面都更具备竞争优势。费浙平介绍到,图漾生产的3D机器视觉设备可以用普通的USB口供电,价格按照客户需求制定方案,最便宜的才500美元,这才是普及机器智能视觉的方式。

据费浙平介绍,目前其实有许多行业有3D机器视觉的需求,物流行业就是一个典型的例子。随着我国电子商务市场规模的不断扩大,包裹分拣的工作量也日益增加,而在人口红利逐渐消失的当下,运用机器视觉提升物流行业中包裹的分拣效率迫在眉睫。

然而,过去物流行业在运用机器视觉做物品检测时有颇多难点,一方面是物品的体积过大,需要使用拼接相机才能检测其全貌;另一方面物流行业的现场工况与工厂相比要更加复杂,如光照条件等,十分容易影响检测结果;再加上机器视觉对异构物体的检测需要重新更新算法等,都是传统2D技术难以解决的问题,而图漾则是在不断的研发过程中逐步攻克下了这些难点。目前,图漾科技的技术已经成熟落地,通过与京东的合作,图漾形成了自己的标准化3D视觉方案产品,并可以进行快速复制,完成了从零到一的跨越。

虽然3D机器视觉还处于非常早期的阶段,但机器替人必然是未来的发展趋势,而工业自动化进程也会不断加强,在此背景下,以图漾科技为代表的3D视觉技术解决方案企业,将面临更多机遇与挑战。

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