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智能双目立体视觉系统

据麦姆斯咨询报道,物联网及双目视觉专家江苏钜芯集成电路技术股份有限公司,近日在2017年香港秋季电子展发布了一款智能双目立体视觉系统,以及业内首颗智能双目立体视觉芯片eagleye100。该系统具有全球最小的基线长度(Baseline,双目的目距),仅为8cm,其实时高精度的探测距离达到100m,深度分辨率最高可达720P,高速深度计算的输出延时小于3ms,是一款小尺寸、远距离、高精度的实时智能双目立体视觉系统。目前的主要目标应用包括:ADAS(先进驾驶辅助系统)和自动驾驶、无人机、工业自动化、AR(增强现实)/VR(虚拟现实)、仓储机器人、扫地机器人、园艺机器人等各类智能机器人等。

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钜芯智能双目立体视觉芯片eagleye100

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香港秋季电子展的钜芯展位围满了咨询双目立体视觉技术的人群

“钜芯的双目技术领先整个产业一代,我们专注于将FPGA(现场可编程门阵列)和外围电路集成为专用双目视觉芯片eagleye100,大大降低了成本,提高了集成度和可靠性,”江苏钜芯集成电路技术股份有限公司董事长兼总经理黄保黔介绍道,“系统最大100m的高精度实时探测距离,已经比肩或超过国际市场上的主要领导厂商,国内友商的最大探测距离一般为50~80m。对于一辆以80km/h行驶的车辆来说,20m的探测距离优势,就能为司机和ADAS系统带来约1秒的反应时间,有效提高道路交通的安全性。”

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钜芯智能双目立体视觉系统与市场主流厂商的参数对比

双目视觉将成为未来机器视觉技术的风向标

无论是汽车、无人机、机器人还是AR/VR等智能移动机械或设备,要实现自主运行和导航,首先要解决的便是感知周围的环境,尤其是3D深度信息,实现即时定位和地图构建(SLAM)。因此,SLAM是实现智能机械自主运行、壁障和路径规划的基础。目前主流的SLAM方案主要包括,激光雷达(LiDAR)和视觉类,而视觉类又可分为单目视觉和双目(多目)视觉方案。激光雷达的优点是测量距离远、精度高、速度快,但其最大的缺点是目前的成本太高昂,另外,其体积和重量较大,对物体的识别率较差。低成本的微型固态激光雷达目前还没有大规模量产。

视觉类SLAM主要包括单目和双目两种方案,两者的共同特点,是通过摄像头采集图像数据,然后利用图像数据得到距离信息。但是,单目方案的测距原理,是先通过图像与样本数据匹配进行目标识别,再通过目标在图像中的大小去估算目标距离。因此,单目方案需要建立并不断维护一个庞大的样本特征数据库,不断进行机器学习和训练,以保证首先对目标进行准确识别,对不规则物体或缺乏样本数据的物体,单目方案就无能为力了。

“相比于单目视觉,双目视觉系统模拟了人眼及众多生物的视觉处理方式,利用双摄像头从不同角度对同一目标成像,从而获取视差信息,利用三角测距原理,仅通过计算左右“两眼”获取的两幅图像对应点间的位置偏差,就可以实时还原视觉场景中每一点的真实三维几何信息,”黄总介绍道,“因此,双目视觉方案没有识别率的问题,也无需建立和维护庞大的样本库,分辨率和精度也更高。”

双目视觉有望在自动驾驶领域弯道超车

2016 年以前,基本上所有的高端车型都配备了 Mobileye(今年3月被英特尔以153亿美元收购)的单目视觉系统,比如沃尔沃、奔驰、宝马等。但近几年,包括2016款奔驰S级和E级、2016款宝马7系、2017款宝马5系、斯巴鲁以及捷豹路虎的多款车型,都已经从单目改成了双目方案。此外,在搭载Mobileye单目ADAS系统的特斯拉Model S发生事故之后,特斯拉也选择放弃了与Mobileye的合作,转而采用了双目或多目ADAS方案。

同时,近年各国政府对于汽车主动安全功能的重视程度不断提升,这也为双目ADAS方案供应商带来了极大利好。

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不同国家/地区的车用主动安全功能的启用时间

在欧美日相继将主动安全功能加入新车安全评价标准后,中国新车评价规程(C-NCAP)也宣布将在2018年把车道偏离预警、碰撞预警和AEB(自动紧急制动)等功能列为加分项,并在2020年将这些指标列为重要评测项。届时没有这些功能的新车C-NCAP得分将会较现在大幅下降。

钜芯智能双目视觉ADAS道路测试

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钜芯双目视觉深度图与现场实景图对比

对象监测跟踪