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苹果iPad Pro都在用的dToF!科沃斯机器人旗舰新品到底有多强?

2020-03-28 19:46 · 稿源: 厂商

苹果新iPad Pro发售在即,其中最受果粉关注的就是新iPad Pro的激光雷达扫描仪,这个听起来高大上的技术其实是通过dToF传感器实现的。据苹果官网描述,该技术就连NASA也会在下次火星登陆任务中用到它,这样的神仙技术让人兴奋的同时脑子里也会多了几个问号。

黑科技dToF传感器能给果粉带来哪些惊喜?

dToF(Direct-Time of flight)技术,中文直译为直接飞行时间,它的主要能力是测量目标物的距离,实现的原理也并不复杂,通过给目标物连续发送光脉冲,然后用传感器接收从物体返回的光,已知光飞行的速度是不变的,通过计算接收时间,就可以得到与目标物间隔的距离。所以,只要发射的光脉冲能完全覆盖测量物,通过算法就能得到物体的3D成像。

dTOF技术实现原理

dToF技术并不神秘,在消费领域应用最早可以追溯到 2005 年微软XBOX360 体感外设Kinect上,通过其内部集成的深度摄像头,利用dToF原理实现对用户的追踪,实现体感游戏操作。当然如今的dToF技术在精度、响应速度、体积上已经远超 15 年前的Kinect了。

AR领域的应用增强可能是苹果研发dToF技术的最大目的

苹果迫不及待的想要把dToF技术推向市场,那么该技术究竟能带来那些不一样的体验呢?苹果官网给了一个模糊的答案:为增强现实及更广泛领域开启无尽可能。其实dToF技术的应用领域非常广泛,比如AR领域,假设你要换个家具,但不知道摆放效果如何,使用带有dToF技术的iPad Pro对着你房间的空地扫一下,你想搭配的家具就会出现在屏幕上。对于3D设计的工程师来说,只要用新iPad Pro扫一下想要建模的物体,就可以快速获得物体的建模。还有娱乐领域,像Kinect一样隔空操作实现体感游戏功能,在拍摄上增强照片的虚化效果,甚至是对物体进行直接抠图理论上都是可以实现的。

扫地机器人为何要用到dToF技术

虽然增加dToF传感器能让苹果实现众多新功能,但不得不说基于目前的软件能力,苹果还不能很好的利于这颗dToF测距传感器。那NASA为什么也要使用它呢?根据猜测最大的可能性就是利用dToF技术为火星无人机器人进行导航和实现自动驾驶,这也是目前dToF技术研究最有价值的领域。像我们熟悉的特斯拉无人驾驶电动车、科沃斯最新发布的地宝T8 AIVI扫地机器人、索尼Vision-S概念车在无人导航测距上都有dToF技术的应用。

科沃斯机器人为例,其最新推出的扫地机器人地宝T8 AIVI,首次将dToF技术用于扫地机器人导航系统,推出了全新TrueMapping全局规划技术。

科沃斯搭载dToF导航的地宝T8 AIVI

而就目前中高端扫地机器人市场而言,主流的导航技术仍然是采用三角测距法的LDS激光雷达,众所周知扫地机器人其实就是微缩版的“无人驾驶车”,其技术原理和真正的无人驾驶汽车是有相通之处的,那为什么无人驾驶汽车不采用跟主流扫地机器人一样的LDS激光雷达进行导航呢?因为扫地机器人使用的LDS激光雷达导航相较于dToF导航在技术原理上存在探测距离端、精度低、采样率低、延迟高等无法克服的缺点,扫地机器人在封闭的家居环境下工作即便LDS雷达出错对用户而言也不会有大损失,而对于无人驾驶汽车而言,如果使用这样的技术一旦出错就会车毁人亡。

当然,对于室内无人导航而言LDS激光雷达导航已经能够帮助扫地机器人实现绝大部分的正确导航了,但想要让扫地机器人体验进一步升级,获得更快的建图速度、更精准的规划和避障能力以及产品的使用寿命,dToF导航是不可或缺的。根据科沃斯官方数据显示采用TrueMapping全局规划技术搭配dToF传感器进行导航的地宝T8 AIVI扫地机器人对比主流的LDS激光雷达导航产品而言,在建图精度上提高了 4 倍、在建图效率上提高了 3 倍,在扫描范围上提升了 2 倍,这样的提升带给用户的体验就是更高效和更智能。

除了dToF,3D结构光技术的加持让机器人更智能

此外为了强化避障效果,科沃斯在最新发布的沁宝、地宝产品上还增加了TureDetect 3D技术,即3D结构光技术,可以让机器人在家居环境下主动精准避障,穿梭自如。该技术此前也曾广泛应用于苹果、华为等智能手机的面部识别功能中,较比传统的2D或2.5D技术,3D结构光能通过专业的泛光感应原件实时读取物体信息,并通过红外光线、点阵等,反推物体的深度和位置,从此前的2D感知变成了立体的3D感知。对于扫地机器人而言,较比传统的2D监测避障,3D结构光能更好的捕捉更多环境信息,增强避障的准确性。

凭借着dToF导航、3D结构光这些高精度响应的加持,家用服务机器人可以快速补齐导航、规划、避障能力的短板,提升家居环境下无人作业的能力。而随着5G、人工智能等新技术的成熟,高响应、高带宽、高智能、大数据、这些新关键词将给家用服务机器人带来更多智能功能的加持,让家用服务机器人朝向更智能的路径的迭代,未来家用无人服务机器人市场也会有更多的想象空间。

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