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| 本文作者： 程弢 | 2016-06-06 23:09 |
成立于2012年的樂(lè)行天下，以研發(fā)生產(chǎn)小型平衡車(chē)產(chǎn)品為主業(yè)。2014年樂(lè)行天下董事長(zhǎng)周偉發(fā)布的一篇“拒絕小米投資”的公開(kāi)信成為一時(shí)熱點(diǎn)。2015年樂(lè)行天下還推出了獨(dú)輪車(chē)、滑板車(chē)等產(chǎn)品。
但近日樂(lè)行天下宣布已經(jīng)研發(fā)出了“國(guó)內(nèi)首款”基于TOF技術(shù)的深度攝像頭。這大大超出了大眾對(duì)這家公司的認(rèn)知。雖然做平衡車(chē)也需要用到不少機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)，但與做視覺(jué)識(shí)別的技術(shù)難度不可同日而語(yǔ)。視覺(jué)識(shí)別是一個(gè)需要重度基礎(chǔ)研發(fā)的領(lǐng)域，包括TOF在內(nèi)的實(shí)時(shí)三維建模是虛擬現(xiàn)實(shí)、無(wú)人駕駛等高精尖領(lǐng)域最核心的底層技術(shù)之一，連微軟、谷歌和英特爾這樣的巨頭在其中耕耘不輟。
樂(lè)行天下如果能在這一領(lǐng)域取得突破并推出產(chǎn)品，是非常了不起的成就。有傳言稱(chēng)樂(lè)行是在去年宣布成立機(jī)器人事業(yè)部的，用一年時(shí)間造出“國(guó)內(nèi)首款”TOF深度攝像頭，真的靠譜嗎？
科普：TOF深度攝像頭是什么？
TOF是飛行時(shí)間（Time of Flight）技術(shù)的縮寫(xiě)，TOF深度攝像頭的原理即傳感器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的脈沖紅外光，遇物體后反射，傳感器通過(guò)計(jì)算光線(xiàn)發(fā)射和反射時(shí)間差或相位差，來(lái)?yè)Q算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度信息，此外再結(jié)合傳統(tǒng)的相機(jī)拍攝，就能將物體的三維輪廓以不同顏色代表不同距離的地形圖方式呈現(xiàn)出來(lái)。
TOF測(cè)距原理
這一技術(shù)，是通過(guò)深度攝像頭的視覺(jué)數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)三維建模。TOF深度攝像頭、單目結(jié)構(gòu)光、雙目視覺(jué)都屬于這一技術(shù)流派。而在三維建模中另一技術(shù)流派——激光雷達(dá)技術(shù)，正在受到資本熱捧，也因此快速成熟。
三維建模在日常生活中的應(yīng)用很多，比如目前最先進(jìn)的掃地機(jī)器人多采用的是激光雷達(dá)方案，而英特爾發(fā)布的Realsense技術(shù)屬于雙目視覺(jué)，此前雷鋒網(wǎng)報(bào)道過(guò)的走紅朋友圈的“最牛停車(chē)場(chǎng)”（點(diǎn)此查看原文），采用的則是基于激光雷達(dá)（而非深度攝像頭）進(jìn)行TOF測(cè)距。（關(guān)于這些技術(shù)分類(lèi)的深度解析，詳見(jiàn)雷鋒網(wǎng)報(bào)道《機(jī)器也能看見(jiàn)世界，這背后的技術(shù)是什么？》）。
相比單目結(jié)構(gòu)光和雙目視覺(jué)方式，TOF測(cè)距的方法不會(huì)受光強(qiáng)度的變化而影響精度，而且檢測(cè)的物體輪廓的能力更強(qiáng)。專(zhuān)注于深度攝像頭領(lǐng)域的圖漾科技創(chuàng)始人費(fèi)浙平向雷鋒網(wǎng)介紹：“無(wú)論雙目還是結(jié)構(gòu)光，物體的輪廓線(xiàn)都會(huì)存在明顯的抖動(dòng)，例如用靜止的相機(jī)測(cè)量一個(gè)靜止的物體時(shí)，會(huì)看到輪廓線(xiàn)是在抖動(dòng)的，而TOF相機(jī)的抖動(dòng)很小，看到的線(xiàn)條比較穩(wěn)定。”
但是TOF深度攝像頭和激光雷達(dá)相比，短板也很明顯，這種方案測(cè)量距離有限（10m以下），精度低（厘米級(jí)別），而且分辨率也不高。
樂(lè)行天下機(jī)器人事業(yè)部負(fù)責(zé)人郭蓋華告訴雷鋒網(wǎng)，樂(lè)行在三維建模領(lǐng)域投入研發(fā)已有近四年。他說(shuō)，早在2012年底樂(lè)行公司成立不久就設(shè)立了預(yù)研組，并開(kāi)始了計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的研究，研究的方向包括深度攝像頭、激光雷達(dá)以及室內(nèi)定位導(dǎo)航算法等。目前這幾種方案都在研發(fā)當(dāng)中，這款TOF深度攝像頭就是樂(lè)行天下機(jī)器人事業(yè)部的處女作；除此之外，他們研發(fā)的激光雷達(dá)產(chǎn)品將在下個(gè)月量產(chǎn)。另外，根據(jù)樂(lè)行天下CEO周偉的說(shuō)法，他們的機(jī)器人事業(yè)部在公司剛成立時(shí)就已經(jīng)存在了。
但有業(yè)內(nèi)人士透露，樂(lè)行天下剛剛成立機(jī)器人事業(yè)部時(shí)，對(duì)外宣講稱(chēng)其目標(biāo)是研發(fā)類(lèi)似JIBO的家用機(jī)器人。
使用TOF深度攝像頭的Kinect二代
事實(shí)上，國(guó)內(nèi)外做TOF深度攝像頭方案的廠(chǎng)商只有十家左右，其中最具代表性的是微軟推出的Kinect二代。而這方面國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)寥寥無(wú)幾，大都是基于第三方提供的方案進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，即便如此也幾乎沒(méi)有達(dá)到量產(chǎn)能力的。所以郭蓋華認(rèn)為樂(lè)行天下的TOF深度攝像頭產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始供貨，可以稱(chēng)為“國(guó)內(nèi)獨(dú)家”。
國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)主要來(lái)自TI（德州儀器）和PMDTec（2002年成立于德國(guó)的TOF技術(shù)公司）所出售的方案。郭蓋華曾公開(kāi)承認(rèn)這款深度攝像頭用的是TI去年推出的TOF方案，并聲稱(chēng)因?yàn)楹蚑I的深度合作，樂(lè)行天下才能快其它競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一步推出相應(yīng)的產(chǎn)品。“國(guó)內(nèi)還沒(méi)有可以release（正式發(fā)布）的版本。”郭蓋華說(shuō)。
所以，樂(lè)行天下的“國(guó)內(nèi)獨(dú)家”實(shí)際上指的是在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有TOF方案的產(chǎn)品化，而非從底層研發(fā)出TOF方案，更不是國(guó)內(nèi)唯一。
根據(jù)公開(kāi)資料，樂(lè)行這款產(chǎn)品，配備了一顆TOF深度攝像頭和一顆普通RGB拍照攝像頭，分別用于測(cè)量景物深度信息和輪廓信息，以及物理表面紋理信息。通過(guò)這兩部分就可以同時(shí)獲得距離信息和物體的形狀。具體參數(shù)是：測(cè)量范圍為0.5-5m，精度誤差可達(dá)10mm，視場(chǎng)角可達(dá)80°(對(duì)角)，幀率30 FPS，硬件成本為400-500元人民幣。
我們來(lái)聽(tīng)聽(tīng)?zhēng)孜粯I(yè)界專(zhuān)家是怎么說(shuō)的！
速騰聚創(chuàng)創(chuàng)始人邱純鑫說(shuō)，
“TOF深度攝像頭的壁壘是有的，比如微軟當(dāng)時(shí)做的Kinect二代，從整個(gè)底層的開(kāi)發(fā)到應(yīng)用層面都是自己做，難度系數(shù)是很高；而樂(lè)行天下采用的是TI的方案，雖然TI把核心的部分完成了，但樂(lè)行天下對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行算法降噪等也是關(guān)鍵的技術(shù)之一。這款產(chǎn)品出來(lái)之后應(yīng)該會(huì)有很多廠(chǎng)商會(huì)做類(lèi)似的方案，這個(gè)行業(yè)有一定前景，但分辨率不高是個(gè)問(wèn)題。”
速感科技CTO張一茗表示，
“單從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，壁壘不是特別高，其采用的是TI方案，難的地方TI都解決了。而且TI這個(gè)TOF方案效果也不是特別好，比PMD的要差一些，TI的優(yōu)勢(shì)是成本低。”
圖漾科技創(chuàng)始人費(fèi)浙平則認(rèn)為，
“TOF的關(guān)鍵瓶頸是sensor傳感器芯片，現(xiàn)在sensor不好，所以大家的方案都不怎么拿得出手，而且sensor的分辨率也不高，樂(lè)行天下這個(gè)規(guī)格是240p，已經(jīng)是最高的了。”
由此可見(jiàn)，業(yè)界普遍認(rèn)為樂(lè)行天下采用的這一技術(shù)壁壘并沒(méi)有其描述的那么高。不過(guò)，樂(lè)行天下不只是做出了一套硬件組件，更重要的是使其產(chǎn)品化的軟件算法。這一工作是否存在技術(shù)門(mén)檻，有待市場(chǎng)的檢驗(yàn)。
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