基線長度僅為8cm的智能雙目立體視覺系統(tǒng)eagleye100 

物聯(lián)網(wǎng)及雙目視覺專家江蘇鉅芯集成電路技術(shù)股份有限公司，近日在2017年香港秋季電子展發(fā)布了一款智能雙目立體視覺系統(tǒng)eagleye100及智能雙目立體視覺芯片eagleye。該系統(tǒng)具有全球最小的基線長度（Baseline，雙目的目距），僅為8cm，其實時高精度的探測距離達(dá)到100m，深度分辨率最高可達(dá)720P，高速深度計算的輸出延時小于3ms，是一款小尺寸、遠(yuǎn)距離、高精度的實時智能雙目立體視覺系統(tǒng)。目前的主要目標(biāo)應(yīng)用包括：ADAS（先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)）和自動駕駛、無人機(jī)、工業(yè)自動化、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實）/VR（虛擬現(xiàn)實）、倉儲機(jī)器人、掃地機(jī)器人、園藝機(jī)器人等各類智能機(jī)器人等。

鉅芯智能雙目立體視覺芯片eagleye

“鉅芯的雙目技術(shù)領(lǐng)先整個產(chǎn)業(yè)一代，我們專注于將FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）和外圍電路集成為專用雙目視覺芯片eagleye，大大降低了成本，提高了集成度和可靠性，”江蘇鉅芯集成電路技術(shù)股份有限公司董事長兼總經(jīng)理黃保黔介紹道，“系統(tǒng)最大100m的高精度實時探測距離，已經(jīng)比肩或超過國際市場上的主要領(lǐng)導(dǎo)廠商，國內(nèi)友商的最大探測距離一般為50～80m。對于一輛以80km/h行駛的車輛來說，20m的探測距離優(yōu)勢，就能為司機(jī)和ADAS系統(tǒng)帶來約1秒的反應(yīng)時間，有效提高道路交通的安全性?！?/span>

鉅芯智能雙目立體視覺系統(tǒng)與市場主流廠商的參數(shù)對比

雙目視覺將成為未來機(jī)器視覺技術(shù)的風(fēng)向標(biāo)

無論是汽車、無人機(jī)、機(jī)器人還是AR/VR等智能移動機(jī)械或設(shè)備，要實現(xiàn)自主運(yùn)行和導(dǎo)航，首先要解決的便是感知周圍的環(huán)境，尤其是3D深度信息，實現(xiàn)即時定位和地圖構(gòu)建（SLAM）。因此，SLAM是實現(xiàn)智能機(jī)械自主運(yùn)行、壁障和路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)。目前主流的SLAM方案主要包括，激光雷達(dá)（LiDAR）和視覺類，而視覺類又可分為單目視覺和雙目（多目）視覺方案。激光雷達(dá)的優(yōu)點是測量距離遠(yuǎn)、精度高、速度快，但其最大的缺點是目前的成本太高昂，另外，其體積和重量較大，對物體的識別率較差。低成本的微型固態(tài)激光雷達(dá)目前還沒有大規(guī)模量產(chǎn)。

視覺類SLAM主要包括單目和雙目兩種方案，兩者的共同特點，是通過攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，然后利用圖像數(shù)據(jù)得到距離信息。但是，單目方案的測距原理，是先通過圖像與樣本數(shù)據(jù)匹配進(jìn)行目標(biāo)識別，再通過目標(biāo)在圖像中的大小去估算目標(biāo)距離。因此，單目方案需要建立并不斷維護(hù)一個龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫，不斷進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，以保證首先對目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確識別，對不規(guī)則物體或缺乏樣本數(shù)據(jù)的物體，單目方案就無能為力了。

“相比于單目視覺，雙目視覺系統(tǒng)模擬了人眼及眾多生物的視覺處理方式，利用雙攝像頭從不同角度對同一目標(biāo)成像，從而獲取視差信息，利用三角測距原理，僅通過計算左右“兩眼”獲取的兩幅圖像對應(yīng)點間的位置偏差，就可以實時還原視覺場景中每一點的真實三維幾何信息，”黃總介紹道，“因此，雙目視覺方案沒有識別率的問題，也無需建立和維護(hù)龐大的樣本庫，分辨率和精度也更高。”

雙目視覺有望在自動駕駛領(lǐng)域彎道超車

2016年以前，基本上所有的高端車型都配備了 Mobileye（今年3月被英特爾以153億美元收購）的單目視覺系統(tǒng)，比如沃爾沃、奔馳、寶馬等。但近幾年，包括2016款奔馳S級和E級、2016款寶馬7系、2017款寶馬5系、斯巴魯以及捷豹路虎的多款車型，都已經(jīng)從單目改成了雙目方案。此外，在搭載Mobileye單目ADAS系統(tǒng)的特斯拉Model S發(fā)生事故之后，特斯拉也選擇放棄了與Mobileye的合作，轉(zhuǎn)而采用了雙目或多目ADAS方案。

同時，近年各國政府對于汽車主動安全功能的重視程度不斷提升，這也為雙目ADAS方案供應(yīng)商帶來了極大利好。

不同國家/地區(qū)的車用主動安全功能的啟用時間

在歐美日相繼將主動安全功能加入新車安全評價標(biāo)準(zhǔn)后，中國新車評價規(guī)程（C-NCAP）也宣布將在2018年把車道偏離預(yù)警、碰撞預(yù)警和AEB（自動緊急制動）等功能列為加分項，并在2020年將這些指標(biāo)列為重要評測項。屆時沒有這些功能的新車C-NCAP得分將會較現(xiàn)在大幅下降。

鉅芯雙目視覺深度圖與現(xiàn)場實景圖對比

對象監(jiān)測跟蹤

鉅芯智能雙目視覺系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測并跟蹤汽車、行人、自行車以及各種異形車輛，實時精確探測汽車與目標(biāo)之間的距離，并計算可能的碰撞時間，實現(xiàn)車輛的AEB、ACC、LDW、TSR等先進(jìn)的駕駛輔助功能。

對象監(jiān)測跟蹤參數(shù)

可行駛區(qū)域監(jiān)測

可行駛區(qū)域檢測是ADAS及自動駕駛領(lǐng)域中的下一代功能。目前全球所有該功能的演示都是簡單的高速場景，都還無法做到復(fù)雜場景下準(zhǔn)確的全范圍可行駛區(qū)域檢測。鉅芯智能雙目視覺系統(tǒng)在復(fù)雜場景下具備明顯優(yōu)勢，能夠結(jié)合場景理解和像素級深度，實時檢測全類別的障礙物，輸出車輛當(dāng)前的可行駛區(qū)域，實現(xiàn)全范圍AEB。

車道分隔物監(jiān)測

可行駛區(qū)域監(jiān)測

高精度地圖生成

鉅芯智能雙目視覺系統(tǒng)能夠自動檢測并識別車道線、柵欄、路肩、交通標(biāo)志的空間位置及尺寸，自動移除車輛、行人等道路動態(tài)對象，生成厘米級高精度矢量地圖（車道寬度10cm內(nèi)誤差）。

鉅芯智能雙目視覺系統(tǒng)的道路識別技術(shù)

雙目視覺逐漸成為無人機(jī)標(biāo)配

一直以來，無人機(jī)的距離感知和智能壁障都是很大的難題。之前的無人機(jī)大多采用超聲波雷達(dá)、紅外探測等方式來實現(xiàn)障礙物探測和距離感知，但是這些方案往往功耗較大，而無人機(jī)對重量和續(xù)航又比較敏感，因此很難進(jìn)行長距離的探測。而雙目視覺系統(tǒng)的原理優(yōu)勢，令其在光線良好的情況下，具有比上述方案更廣闊的距離探測能力，以及更直觀的成像，能夠提供更智能的飛行操作。因此，大疆、昊翔、零度、極飛、博瑞空間以及飛馬等無人機(jī)主流廠商都在近期相繼推出了基于雙目視覺系統(tǒng)的產(chǎn)品。

鉅芯智能雙目視覺系統(tǒng)在無人機(jī)應(yīng)用中，能夠通過實時高速計算，提供基于深度視覺的自身位置和姿態(tài)計算，實現(xiàn)精準(zhǔn)的懸停和定高飛行；還能夠探測無人機(jī)周圍的動態(tài)及靜態(tài)障礙物，包括電線、樹枝等細(xì)小的障礙物，提供實時的可飛行區(qū)域探測，實現(xiàn)無人機(jī)SLAM和自動壁障功能。

鉅芯雙目視覺系統(tǒng)無人機(jī)應(yīng)用主要參數(shù)（可根據(jù)需求定制）