視覺(jué)導航是指通過(guò)攝像機對周?chē)h(huán)境進(jìn)行圖像采集，并對圖像進(jìn)行濾波和計算，完成自身位置確定和路徑識別，并做出導航?jīng)Q策的一種導航技術(shù)。

市場(chǎng)篇

視覺(jué)導航的3大實(shí)現路徑

在移動(dòng)機器人行業(yè)，近幾年，在SLAM技術(shù)的基礎上，以攝像機作為感測器的視覺(jué)導航應用正在逐漸增多。

視覺(jué)的SLAM方案主要有3種實(shí)現路徑：基于RGBD的深度攝像機、基于單目（魚(yú)眼）攝像頭、基于雙目（或多目）攝像頭。就實(shí)現難度而言，大致排序為：?jiǎn)文恳曈X(jué)>雙目視覺(jué)>RGBD。

單目相機SLAM簡(jiǎn)稱(chēng)MonoSLAM，即只用一支攝像頭就可以完成SLAM。這樣做的好處是傳感器特別簡(jiǎn)單、成本特別低，所以單目SLAM非常受研究者關(guān)注。相比別的視覺(jué)傳感器，單目相機無(wú)需獲取環(huán)境的絕對深度，但單目相機的最大的問(wèn)題是沒(méi)有尺度信息，比如圖片里的比例關(guān)系,人之所以可以區分是因為我們經(jīng)過(guò)了大量的訓練，類(lèi)似于深度學(xué)習。但是機器視覺(jué)是不能從一張圖中得到空間關(guān)系的，這就需要對相機進(jìn)行移動(dòng)來(lái)估計不同位姿下的圖像關(guān)系，從而得到尺度信息，相當于這就是一個(gè)可變基線(xiàn)的雙目相機。

相比于單目，雙目（多目）相機通過(guò)多個(gè)相機之間的基線(xiàn)，估計空間點(diǎn)的位置，在運動(dòng)、靜置時(shí)均可估計環(huán)境深度。與單目不同的是，雙目（多目）相機配置與標定均較為復雜，其深度量程受雙目的基線(xiàn)與分辨率限制，因此需要FPGA配合完成距離的測算。雙目相機對算力的要求比較高，得益于近些年來(lái)CPU和GPU的算力越來(lái)越高，逐步發(fā)展成了主流的傳感器。

RGBD相機是2010年左右開(kāi)始興起的一種相機，它最大的特點(diǎn)是可以通過(guò)紅外結構光或Time-of-Flight原理，直接測出圖像中各像素離相機的距離。因此，它比傳統相機能夠提供更豐富的信息，也不必像單目或雙目那樣費時(shí)費力地計算深度。不過(guò)，現在多數RGBD相機還存在測量范圍窄、噪聲大、視野小等諸多問(wèn)題。出于量程的限制，主要用于室內SLAM。

與其他的導航方式不同，視覺(jué)導航AGV存在的最大優(yōu)勢即是允許無(wú)固定參照物。然而，在A(yíng)GV的發(fā)展過(guò)程中，對車(chē)輛以及執行部件的定位精度要求也越來(lái)越高。雖然用于自動(dòng)化流水線(xiàn)的視覺(jué)導航系統，可以做到0.1mm的定位精度，但基于無(wú)固定參照的視覺(jué)導航AGV，其定位精度往往不高（純視覺(jué)導航）。此外，視覺(jué)導航對光的依賴(lài)程度高，在暗處或者一些無(wú)紋理區域需要借助輔助傳感器。

因此，純視覺(jué)方案在實(shí)際應用中還存在這諸多掣肘，也并沒(méi)有真正意義上的純視覺(jué)導航方案落地。而當前移動(dòng)機器人的視覺(jué)導航系統，為獲得更高的定位精度以及保證機器人在各種環(huán)境下穩定運行，除視覺(jué)導航外，還需要其他的導航或定位系統作為輔助，同時(shí)，盡可能使用有固定參照物的視覺(jué)導航系統，能夠獲得更好的定位精度和安全性。

落地應用逐漸增多

盡管與已經(jīng)逐步邁入成熟期的激光slam導航AGV相比，視覺(jué)導航的發(fā)展要稍稍滯后，但由于其特性，視覺(jué)導航被認為是未來(lái)行業(yè)應用的主要方向之一。

首先是價(jià)格優(yōu)勢。與市面上主流磁導引/激光導引AGV相比，視覺(jué)傳感器的優(yōu)勢首先是性?xún)r(jià)比極具競爭力，世界頂級工業(yè)相機供應商的產(chǎn)品售價(jià)約為人民幣3000元，是同等級的激光傳感器產(chǎn)品售價(jià)的10-20%。而較低的制造成本意味著(zhù)較低的產(chǎn)品價(jià)格，對提升本體企業(yè)產(chǎn)品競爭力或終端客戶(hù)投資回報周期都更加利好。

其次在智能化上，視覺(jué)導航信息獲取能力強大。視覺(jué)導航由于能從環(huán)境中提取語(yǔ)義信息，因此能夠適應客戶(hù)在常規使用需求中的復雜場(chǎng)景，如識別長(cháng)時(shí)間使用而變形的貨架、托盤(pán)；提取短時(shí)間內激增的搬運量信息；狹小空間情況下的車(chē)輛調度等。

此外，視覺(jué)導航模塊具有系統拓展性。隨著(zhù)通信設備/處理器等周邊配套設施的不斷完善，視覺(jué)導航模塊正飛速進(jìn)步，視覺(jué)導航與計算機連接可以實(shí)現大規模的調度任務(wù)，而視覺(jué)導航技術(shù)與5G及云端系統的融合也將更進(jìn)一步。

從入局企業(yè)來(lái)看，目前行業(yè)內專(zhuān)注于視覺(jué)導航的產(chǎn)品的企業(yè)并不多，很多企業(yè)都將其作為其中一個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)發(fā)展，有一些企業(yè)則還在觀(guān)望中?？傮w而言，伴隨著(zhù)入局企業(yè)的不斷增多，視覺(jué)導航技術(shù)近幾年也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，尤其是落地應用在不斷增多，未來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及市場(chǎng)對視覺(jué)導航產(chǎn)品認知度的進(jìn)一步提高，相信將很會(huì )迎來(lái)規?；瘧?。

企業(yè)篇

未來(lái)機器人：視覺(jué)工業(yè)無(wú)人車(chē)輛突破多個(gè)物流核心剛需場(chǎng)景

未來(lái)機器人從事工業(yè)無(wú)人車(chē)輛的技術(shù)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)，自2016年起，結合計算機視覺(jué)、運動(dòng)控制、人工智能、深度學(xué)習等技術(shù)，公司研發(fā)并生產(chǎn)多系列視覺(jué)工業(yè)無(wú)人車(chē)輛，現致力于融合L4級無(wú)人駕駛感知技術(shù)及視覺(jué)伺服運動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現視覺(jué)工業(yè)無(wú)人車(chē)輛在多個(gè)行業(yè)的規?；茝V。截至2021年，未來(lái)機器人已開(kāi)發(fā)并量產(chǎn)八大系列視覺(jué)工業(yè)無(wú)人車(chē)輛及配套軟件系統，其產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

a)快速部署：利用工業(yè)相機強大的信息獲取能力進(jìn)行視覺(jué)SLAM建圖，與其他方案相比，可減少80%反射板等人工標簽的使用，對場(chǎng)地改造接近零，對現場(chǎng)環(huán)境變更的容納性更強；

b)高精度感知與控制：基于聯(lián)合研發(fā)的新一代復合傳感器，大幅提升工業(yè)無(wú)人車(chē)輛感知空間與感知精度，可實(shí)現高度智能化的自主導航取放貨和繞障，單車(chē)運行效率更高、更穩定。對隨機品類(lèi)、隨機位姿貨物的高精度自適應取放（誤差小于±5mm）；

c)大規模車(chē)輛調度：對車(chē)輛進(jìn)行云端調度，具有高效率、高柔性、安全穩定等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)縫對接MES、WMS、ERP等系統，配合未來(lái)機器人視覺(jué)導航模塊，實(shí)現多機型、跨場(chǎng)景調度；

d)低成本存量車(chē)改造：無(wú)需改造原車(chē)結構和系統，適配不同品牌/驅動(dòng)方式的工業(yè)車(chē)輛，解決工業(yè)車(chē)輛通用控制問(wèn)題。

在系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的同時(shí)，未來(lái)機器人也在不斷探索各行業(yè)場(chǎng)景應用，2019年，其室外無(wú)人牽引車(chē)上市，突破了長(cháng)距離室外無(wú)人搬運場(chǎng)景。2020年，首次突破了外月臺無(wú)人化裝卸車(chē)場(chǎng)景，未來(lái)機器人為某特大型石油化工行業(yè)集團公司打造的視覺(jué)導航無(wú)人叉車(chē)系統成功落地，該解決方案為行業(yè)內首例針對外月臺裝車(chē)場(chǎng)景的物流無(wú)人化解決方案，實(shí)現了工廠(chǎng)物流從線(xiàn)邊轉運-貨物堆疊-外月臺裝車(chē)的真正全流程無(wú)人化升級。

目前，未來(lái)機器人視覺(jué)工業(yè)無(wú)人車(chē)輛已經(jīng)廣泛應用于石化、煙草、工程機械、汽配、輪胎、電商物流、第三方物流、3C制造、食品制藥、新能源等領(lǐng)域，涵蓋了外月臺裝車(chē)、料籠堆疊、貨物上下架、室外長(cháng)距離運輸等核心場(chǎng)景。落地項目總計75個(gè)，累計客戶(hù)超過(guò)100個(gè)，其中包括三十多個(gè)世界五百強企業(yè)，累計出貨量超過(guò)500臺。

井松智能：系列視覺(jué)AMR打通制造業(yè)搬運各環(huán)節

作為國內領(lǐng)先的智能物流系統集成商與物流裝備制造商，井松智能自2014年起就投身于視覺(jué)導航機器人的產(chǎn)品研發(fā)，并與2017年推出首款甲殼蟲(chóng)系列視覺(jué)導航AGV，后續逐漸推出了基于視覺(jué)SLAM融合導航技術(shù)的長(cháng)頸鹿、梅花鹿、灰駱駝、猛犸象、小精靈等多系列AMR產(chǎn)品矩陣。

其中，窄巷道梅花鹿AMR是井松智能視覺(jué)導航系列產(chǎn)品中比較有代表性的一款，具體特點(diǎn)如下：

（1）  智能狀態(tài)感知：基于3D視覺(jué)技術(shù)，實(shí)時(shí)感知周邊作業(yè)環(huán)境；感知貨物結構、偏離、超限、重量偏差等核心參數體現；實(shí)時(shí)感知“人、機、物”距離、坐標位置等關(guān)鍵因素變化。

（2）  實(shí)時(shí)分析決策：基于視覺(jué)SLAM融合導航技術(shù)，無(wú)需現場(chǎng)做任何改造，實(shí)時(shí)建立監控地圖，根據智能算法，不斷分析AGV位置變化，實(shí)時(shí)決策路徑軌跡，兼容不同的作業(yè)場(chǎng)景。

（3）  精準高效執行：視覺(jué)較位，感知托盤(pán)、貨物的結構與位置，取放貨時(shí)二次視覺(jué)校驗復合，實(shí)時(shí)糾正取放、行走的路徑及定位坐標，同時(shí)，優(yōu)化行走和末端取放貨的速度，實(shí)現AGV產(chǎn)品高精度定位與高效運行工作。

（4）  柔性可視部署：自帶大屏可視化人機交互，無(wú)需環(huán)境改造，可自然環(huán)境實(shí)時(shí)建圖，聲音與燈光指引，具有自學(xué)習和優(yōu)化能力，無(wú)需人工過(guò)多干預，巷道利用率提升100%，可實(shí)現快速定制部署。

（5）  智能安全管控：可實(shí)現360°全覆蓋的安全檢測避障功能，可實(shí)現人、機、物混場(chǎng)使用；車(chē)頭正前方配有3D安全相機，頂部激光雷達立體掃描，車(chē)頭兩側激光雷達270°掃描，實(shí)現低矮物高度檢測；叉齒裝有微視覺(jué)相機和機械防撞條，做到多級安全防護管控策略。

當前，井松智能的視覺(jué)導航產(chǎn)品，已經(jīng)大量應用于制造業(yè)中的原輔料、成品的搬運、配送等作業(yè)場(chǎng)景以及空托盤(pán)或空容器的疊放收集、搬運作業(yè)環(huán)節。如井松為重慶市旺成科技打造的智能倉儲一期項目中，10臺窄巷道叉車(chē)式視覺(jué)融合導航AGV、8臺全向式視覺(jué)融合導航AGV，再結合中央調度系統，使存儲空間利用率提高了60%，配送效率提高了50%；人力縮減60%；物流管理成本降低了50%。

 

自2017年推出首款視覺(jué)導航移動(dòng)機器人以來(lái)，井松智能一直在不斷迭代技術(shù)，推陳出新，扎實(shí)的產(chǎn)品也獲得了市場(chǎng)的青睞，截止2021年5月，其相關(guān)產(chǎn)品累計出貨量已達上百臺套。

藍芯科技：聚焦深度視覺(jué)，趕超一流企業(yè)

2021年3月，藍芯科技對外宣布完成A輪融資；4月，藍芯科技正式發(fā)布移動(dòng)機器人視覺(jué)避障產(chǎn)品Eagle-M3。藍芯科技作為一家VMR（Vision Mobile Robot）公司，其核心技術(shù)深度視覺(jué)逐步從低調的幕后走向臺前。

從3D視覺(jué)傳感器到整機，打造全鏈條產(chǎn)品矩陣

藍芯科技成立于2016年，雖是一家年輕的機器人公司，但其在視覺(jué)領(lǐng)域已沉淀多年，——藍芯科技的創(chuàng )始團隊出自中科院自動(dòng)化所，有近二十年時(shí)間在視覺(jué)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)研究、探索和創(chuàng )業(yè)，是不折不扣的“中科系”。

基于人口老齡化國情和智能制造發(fā)展趨勢，又經(jīng)歷機器視覺(jué)在安防領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化，藍芯科技創(chuàng )始團隊研判：機器人時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，而深度視覺(jué)可提升機器人的柔性、智能性，未來(lái)每一臺機器人必然擁有至少一套視覺(jué)。

藍芯科技提前布局、持續投入，目前已擁有從3D視覺(jué)傳感器、視覺(jué)系統、機器人整機到行業(yè)解決方案的全鏈條產(chǎn)品矩陣。全鏈條產(chǎn)品矩陣使藍芯科技擁有多行業(yè)、復雜場(chǎng)景的客戶(hù)服務(wù)能力。

深度視覺(jué)賦能制造業(yè)多場(chǎng)景應用

在某大型消費電子企業(yè)廠(chǎng)區，環(huán)境復雜多變，對移動(dòng)機器人定位導航是一大考驗，尤其在成品庫，貨物出入庫頻繁，依靠激光雷達進(jìn)行導航容易丟失定位，而采用3D視覺(jué)導航則能解決場(chǎng)景變化導致的定位丟失問(wèn)題。

此外，該企業(yè)對機器人的安全級別要求較高，單純采用激光避障存在較大盲區，而3D視覺(jué)避障可彌補激光避障缺陷。項目上線(xiàn)后，該廠(chǎng)區實(shí)現了原料倉——生產(chǎn)區——成品庫的全自動(dòng)化物流。

聚焦深度視覺(jué)技術(shù)與市場(chǎng)，趕超一流企業(yè)

藍芯科技創(chuàng )始人兼CEO高勇博士表示，藍芯科技自創(chuàng )立以來(lái)就立志于做新一代的工業(yè)移動(dòng)機器人，通過(guò)深度視覺(jué)賦予機器人強感知能力。經(jīng)過(guò)持續投入，藍芯科技的移動(dòng)機器人深度視覺(jué)系統已形成完整的技術(shù)體系，且應用市場(chǎng)正快速推進(jìn)。

目前，藍芯科技的產(chǎn)品和解決方案已覆蓋3C電子、半導體、新能源、汽車(chē)零部件、工程機械、服裝等多個(gè)行業(yè)，合作客戶(hù)包括華為、中興、東芝、富士康、中國商飛、浙江省公安廳、偉星、柒牌等。

“技術(shù)上學(xué)習新松的創(chuàng )新開(kāi)拓，業(yè)務(wù)上趕超目前的新松?！啊{芯科技已為自己確定了學(xué)習和追趕的目標。