本报西安3月12日专电 (驻陕记者韩宏)记者近日从西安交通大学2019年首场科技成果新闻发布会上获悉,通过近8年的艰苦攻关和自主创新,该校电信学院人工智能与机器人研究所葛晨阳副教授团队取得了部分原创性成果及多种深度相机产品的研发成功,包括自主开发的三维深度感知专用芯片及配套模组(激光散斑投射器、IR/RGB摄像模组),并在关键性能(深度时延、深度精度、深度图分辨率)上达到业界领先,超过了微软Kinect一代/二代产品和Intel RealSense 3D深度摄像头,解决了动态、实时、准确获取深度图的难题。
据介绍,深度相机(RGB+Depth)作为一种现实物理世界与虚拟网络世界进行交互的“门户设备”,未来有可能取代传统RGB摄像头,成为现实世界中无处不在的重要设备,使机器或智能设备具备类似人眼的3D视觉感知能力,将有助于实现人与机器的自然交互、人与网络世界的虚拟交互,甚至机器与机器之间的交互。
当前,无人机、3D打印、机器人、虚拟现实头盔、智能手机、智能家居、人脸识别支付、智能监控等领域的深入研究与发展,需要解决环境感知、人机自然交互、避障、3D扫描、精确识别等难题。三维深度感知技术是其中的关键共性技术和设备。激光散斑结构三维深度感知技术,可实时获取高精度、高分辨率的深度信息,进行三维图像的实时识别、动作捕捉及场景感知,当前和未来很长一段时间内,将成为人机交互、智能设备深度获取的主流技术。
葛晨阳团队2010年开始从事基于结构光的三维深度感知技术研究,在结构光技术领域专利布局亦为国内最早,并可持续创新。团队2016年研制成功第一代三维深度感知专用芯片IVP1000(0.18微米流片,已成功量产)。基于该芯片研制的中距离3D深度相机RGBD100A,可实时输出深度Depth和RGB视频流(一一对应),用于三维目标识别跟踪、动作捕捉或场景感知,其深度精度可达1mm@1m、深度图输出时延<17ms、深度图分辨率可达1280×960@60Hz,工作范围0.5m—6m,USB即插即用。
截至目前,团队已申报10项美国发明专利(其中6项已获授权)、40项中国发明专利(其中13项已获授权)。其中一项核心发明专利“一种图像深度感知装置”,不仅在中国最早获得授权,且比苹果公司更早获得美国专利授权。在业界,他们率先提出并实现一种主动结构光的双目深度感知方法及装置,率先研制一种即插即用的三维深度感知设备。
这些核心知识产权的积累为国内外竞争者在知识产权方面设置了较高的门槛,也有助于打破国际巨头在深度感知核心技术领域的垄断,并将对多个领域的科学探索和产业发展产生积极的影响。
通过与光电行业领军企业舜宇光学的密切合作,该团队在小型化激光散斑结构光芯片模组领域实现突破。葛晨阳说,激光散斑结构光已成为最成熟的3D深度获取方案,可快速拓展到机器人、无人机、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、人脸支付、智能门禁/锁等领域。未来2D摄像模组将逐渐被3D摄像模组所取代。预计2020年,3D结构光模组市场规模预计将超过200亿美元,其中手机前置3D相机市场渗透率将达到33%。