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      --- 艾芯智能:打造高清3D視覺,讓機器看懂世界 ---

      2018-08-17 來源:未知

      微訪談:艾芯智能董事長兼總經理方利紅

      近日,麥姆斯咨詢對3D傳感器行業領先企業:杭州杭州艾芯智能科技有限公司董事長兼總經理方利紅做了微訪談。主要從艾芯智能發展歷程、技術路線、主打產品和目標市場幾方面做了詳細的了解。以下為此次采訪的詳細內容。

      采訪背景:杭州艾芯智能科技有限公司(以下簡稱:艾芯智能)于2016年底由多名資深行業專家組成的技術團隊在杭州組建,是一家專注于3D視覺方案研發的高科技公司。成立至今,艾芯智能一直保持著低調的狀態,期間完成了兩輪融資,并成功開發和量產了兩款3D相機,并于2018年4月成功交付第一批35臺設備在無人超市上使用。今年9月10日,艾芯智能將出席在上海舉辦的『第二十四屆“微言大義”研討會:3D視覺技術及應用』,并發表演講。在研討會召開之際,麥姆斯咨詢特地采訪了艾芯智能董事長兼總經理方利紅先生,讓我們先來一起了解艾芯智能,深挖這座不露聲色的“寶藏”!

      艾芯智能董事長兼總經理方利紅

      麥姆斯咨詢:艾芯智能在2016年8月成立后,一直保持很低調的狀態。請您先介紹艾芯智能發展歷程、主要產品及服務吧!謝謝!

      方利紅:艾芯智能成立于2016年8月,2017年1月完成了首輪融資。2017年11月與信利光電建立深度戰略合作伙伴關系,2018年6月成功實現了3D相機AXON M2的量產,2018年8月,3D相機AXON M3達到量產水平。目前艾芯智能已與國內多家標桿性企業合作,為他們提供3D視覺硬件和解決方案。研發團隊成員來自于天津大學、浙江大學、武漢大學、山東大學等國內一流名校,核心人員均擁有十年以上的研發和產品化經驗。艾芯智能擁有自主研發的軟硬件系統、3D和2D融合和距離精準算法、飛行時間(ToF)模組小型化設計技術以及自動標定技術。

      艾芯智能的發展歷程

      麥姆斯咨詢:艾芯智能成立后,首先著手研究多種3D視覺方案,最終確定開發基于飛行時間(ToF)技術的3D相機。你們團隊做出這樣的決定來自哪些方面的深思熟慮?是自身技術特長,對市場走向的判斷?還是供應鏈的配置,亦或是其他因素?請您回顧下吧!

      方利紅:2016年艾芯智能成立以后,我們做了大量的市場調研和技術預研工作。目前市場上主流的3D視覺有三種方案,即雙目成像方案、結構光方案和ToF方案。雙目成像原理簡單,分辨率較高,但對環境光要求比較高,昏暗環境或者特征不明顯時效果不佳,且雙目成像對于軟件算法要求高,體積比較大,很難實現大規模產業化。結構光方案比較成熟,并已大規模應用于3D視覺領域,但是極易受到環境光的干擾(強光下表現不好),以反射光的落地位移來計算位置,很難計算出精確的深度信息,對識別距離也有嚴格要求。ToF方案相比上述兩種方案,具有反應速度快、深度信息精度高(雙目或者結構光方案的精度最高為1%,而ToF最高可達0.1%),識別距離更遠(最遠能達到10m,滿足多種場景的應用需求),不易受環境光干擾,室外仍可使用,具有元器件成熟、產業化成品率高等優勢。近年來,隨著行業巨頭的推動和VCSEL技術的進步,使得ToF方案更加成熟,材料成本也越來越低。綜合技術的成熟度、產業化的難易度和市場的應用面等多種因素,艾芯智能最終決定選擇走ToF路線。


      麥姆斯咨詢:您能談談艾芯智能在確定ToF方向后,如何開展產業布局和戰略合作?

      方利紅:首先艾芯智能實現了產品化,高精度、低成本且多平臺兼容的ToF 3D相機已進入量產階段。以高品質、高性價的產品為依托進行市場推廣,在多個行業領域里與多家標桿性企業建立了小批量供貨和樣機試用合作關系,確定有長足發展和批量需求潛力的客戶,并與之達成戰略合作關系,最終艾芯智能以過硬的技術和全方位的服務贏得了行業用戶的信任和青睞,獲得了良好的行業口碑。艾芯智能針對自身在產業鏈布局的不足之處,與產業鏈上下游優質企業達成了戰略合作,如與信利光電建立深度戰略合作伙伴關系。接下來,艾芯智能將會抓重點,找出最適合我司技術應用的行業,針對市場需求,加大研發投入,力爭成為目標行業里產品和解決方案的最佳提供商。


      麥姆斯咨詢:艾芯智能已經成功自主開發出兩款3D相機:AXON M2和AXON M3。請您詳細談談這兩款3D相機的性能、主要亮點以及實際應用場景。

      方利紅:AXON M2的視場角(FOV)為80° x 60°,結合一顆2W的燈,可以探測到6米范圍內的深度數據,精度誤差最大0.6%,傳輸接口兼容USB和POE,支持Windows、Android和Linux系統,融合了顏色(RGB)和深度數據。AXON M3是在AXON M2基礎上開發的小型化產品,性能參數與M2一致,長寬厚為86.3mm x 38mm x 18.2mm,比一張普通名片(長x寬:90mm x 55mm)還要小,小巧、精致、美觀,嵌入性更好,方便客戶直接集成到他們的應用系統中。


      艾芯智能AXON M2產品示意圖

      艾芯智能AXON M3外觀(左)和AXON M3 RGBD模組(右)

      AXON M2和AXON M3兩款產品都具有以下特色:

      (1)強抗干擾能力,可以多設備同時工作抗干擾,支持多機對射,多機照射相同物體;

      (2)低功耗,采用PToF技術,整機功耗小于5W;

      (3)抗光照能力強,可工作在室外環境;

      (4)精度高,最高可達0.1%(同行業普遍水平在1%);

      (5)深度數據無損壓縮率最高可達6倍,大幅降低傳輸負載;

      (6)近距離和遠距離高動態自動曝光;

      (7)所有算法都在前端運行。

      AXON M3和AXON M2的應用場景十分廣泛,主要應用于人臉識別、安防行業、智能門禁、人數清點、機器人避障和導航、體感游戲、手勢識別等。


      麥姆斯咨詢:按原理細分,ToF傳感方案可分為CToF(連續波飛行時間)和PToF(脈沖式飛行時間)。艾芯智能選擇的是PToF方案,請您給大家詳細介紹下這兩種方案的異同和優劣勢吧!

      方利紅:CToF的方案相對于PToF而言,較為成熟,可選擇性也比較大。目前市面上主流的ToF方案還是以320 x 240像素的分辨率為主。但是,艾芯智能追求的是更高的分辨率,因此選擇了PToF方案。PToF像素靶面小、功耗低,艾芯智能推出的產品分辨率可以達到640 x 480像素。

      為了區分環境光,ToF方案發出的光都是經過調制的,根據調制方案的不同可分為連續光(CToF)和脈沖光(PToF)。


      CToF(左)與PToF(右)測距原理示意圖

      左圖為CToF發射和返回的光波形,快門經過兩次或四次采樣計算兩個波形的相位差異,通過相位計算出光的飛行時間并轉換為距離。

      右圖為PToF光脈沖與快門的示意圖,相機上的控制單元打開光源然后再關閉,發出一個光脈沖。在同一時刻,控制單元打開和關閉接收端的電子快門。接收端接收到的電荷S0被存儲在感光元件中,然后,控制單元第二次打開并關閉光源。這次快門打開時間較晚,即在光源被關閉的時間點打開。新接收到的電荷S1也被存儲起來。因為單個光脈沖的持續時間非常短,此過程會重復幾千次,直到達到曝光時間。然后讀出感光元件中的值,實際距離可以根據這些值來計算。在公式中,光的速度為c,tp為光脈沖的持續時間,S0表示較早的快門收集的電荷,S1表示延遲的快門收集的電荷,那么距離d可以由如下公式計算:

      從兩張對比圖也可以看出,CToF的工作原理需要光連續發射,光利用效率偏低,所以接收芯片每個像素的尺寸需要做得很大,目前主流的芯片方案單像素尺寸普遍在15um x 15um以上,分辨率以320 x 240像素為主。PToF將光能量集中到脈沖周期內發射,能量利用效率較高,單像素尺寸可以做得相對較小,艾芯智能提供的方案單像素尺寸只有5.6um x 5.6um,隨著后續ToF方案的普及,芯片尺寸會進一步減小,同時分辨率會繼續提高。


      麥姆斯咨詢:目前艾芯智能已進入機器人市場,旨在賦予機械臂“智慧之眼”。為機械臂定位所需要的信息來源方式有多種,采用ToF視覺方案的性能優勢是什么?從成本和價格綜合考量,您對其性價比如何評論?

      方利紅:ToF視覺方案的有效深度信息點高達30萬,達到行業最高水平,有效解決了智能手機采集有效深度信息較少的問題。此外,ToF方案具有分辨率高(640 x 480)、視場角大(80° x 60°)、響應時間快(每秒30幀)、深度信息精準度高(精度0.1%)、距離受限制更少、受光線影響較小、模組?。ˋXON M3整機尺寸86.3mm x 38mm x 18.2mm)、后端軟件復雜度低、結構設計簡單等優勢,逐漸在不同的垂直行業中(消費級、工業級)被挖掘和應用。隨著產業鏈的升級和產業化技術的不斷提高,ToF方案的成本和功耗問題已不再是ToF發展的瓶頸。就成本而言,其與產量有關系,目前ToF方案已經在手機端得到大批量應用,所以性價比高。


      麥姆斯咨詢:未來,艾芯智能還將瞄準哪些目標市場?請結合具體的應用方式詳細談談您對目標市場的看法,謝謝!

      方利紅:3D成像市場前景非常廣闊,普遍應用的有人臉識別門禁、人臉支付、機器人視覺導航和避障、體感游戲姿勢識別、虛擬現實(VR)/增強現實(AR)、3D虛擬試衣、智慧物流、機械臂定位、行為識別、人數統計、安防監控以及汽車駕駛員疲勞檢測等,以上任一領域爆發都將會帶來海量市場。據Yole報告《3D成像和傳感-2018版》預計2017~2023年3D成像和傳感器市場的復合增長率為44%,2023年將達到185億美元。

      但是市場的進入并非想象中那么容易,都有很強的技術壁壘,并且很難打破行業內傳統的應用方案。所以,艾芯智能結合市場特點和自身優勢,重點瞄準人臉識別、人數統計、機器人這三大類市場進行深耕細作。

      1)人臉識別:主要定位在金融支付和智能門禁。金融支付方式的進步相信大家都深有體會,從最初的現金支付到銀行卡,再到現在最普遍的支付寶,支付方式更加便捷和安全。人臉支付在無現金支付的基礎上,又解放了人類的雙手,緊靠“刷臉”便可瞬間完成整個支付過程。智能門鎖的市場空間就更大了,無論是企業打卡、訪客門禁、小區安防門禁,還是家庭住宅防盜門禁,都需要快速、安全并且成本較低的3D視覺系統。

      人臉識別視頻:


      (2)人數統計:主要定位在公共區域人頭清點,重點領域有公交車人數清點、旅游景區人流量統計,一方面可以確定區域內人數,對客流進行檢測和預警,進行有針對性的安保工作。另一方面可以按時間段進行客流統計,安排車輛調度。公交車和景區內實施的成功案例將輻射到各個公共場所和公共交通領域,市場體量也是不可估量的。


      人數統計視頻:

      (3)機器人服務和工業機器人:我們均有涉獵,充當機器人的視覺,進行地圖重建、避障、導航等。工業機器人上又可以進行機械臂定位、體積測量、定點抓取物體分揀等。


      機器人視頻:

      麥姆斯咨詢:目前國內外基于ToF技術的3D相機主要參與者有哪些企業?您怎么看待艾芯智能在競爭者中的位置?艾芯智能有哪些令您最為自豪的核心優勢?
      方利紅:目前,ToF方案在3D視覺領域的優勢逐漸被挖掘和應用。主要參與者有Basler、舜宇光電和北醒光子等,還有很多“默默無聞”的企業也在從事ToF行業。面對如此龐大的市場份額,各家企業都在不斷深度開發產品和搶占市場,艾芯智能在ToF上的投入時間比較早,產品產業化也比較早,目前已經研發出了高性價比的3D相機,已經搶得了市場先機。艾芯智能在產品性能、產業化能力、資源整合和市場認可度上都能讓我欣喜。艾芯智能的團隊很優秀,能夠建立起這么優秀的團隊,這也是讓我最感到自豪的事!


      麥姆斯咨詢:在核心技術方面,你們布局了哪些專利?
      方利紅:我們現在擁有大量的核心技術,專利遍布于發明專利、軟著專利、實用新型專利、商標專利以及外觀專利。其中,我們有8項發明專利核心專利,1項軟著專利類,2項實用新型專利,2項商標專利,2項外觀專利,總計15項專利;覆蓋光學設計、軟件算法以及行業應用算法;在產品降噪、抗干擾的方面都布局了核心專利。


      麥姆斯咨詢:艾芯智能是一家3D相機設計企業,為了穩定地向客戶提供高質量的產品,貴司是如何對上下游供應鏈進行管控的?在上下游供應鏈合作伙伴中,國內企業占比有多少?您認為國內外供應商的差距在哪?
      方利紅:我們公司目前能提供基礎性產品和客戶定制產品。所有的產品都是在公司內部生產調試完成,確認合格后再發往客戶。針對產品溫度特性和一致性要求,我們在公司內部進行豐富的環境試驗,確保提供完全符合品質要求的產品。
      (1)供應鏈上游:我們從前期的供應商認證,到品管來料抽檢、對供應商的季度考核,以及代工廠的生產流程監控,每一步都環環相扣,確保品質管控無縫隙、無死角。另外,原材料方面,我們采取集中采購、從原廠直采等措施,降低批量來料風險。
      (2)供應鏈下游:針對客戶的各類不同需求,我們的倉儲、物流配送和客服,都要求彈性工作,反應迅速,高效處理,服務延伸到每一個角落。針對我們高科技產品的特點,我們對于物流企業的選擇是安全高效可控。
      (3)另外,為了打造穩定可控的供應鏈,我們也在用價值鏈思維來凝聚優秀供應商,希望能和所有優秀供應商一起進步和成長,共同分享價值鏈帶來的利潤。
      艾芯智能的國外供應商主要集中提供芯片,大概占我司供應商總數的40%,能國產化的原材料和器件都盡量在國內采購。國外供應商有強大的技術能力,目前還是道很寬的護城河。但國內供應商的優點也很突出,高效、勤奮、敬業,配合度好。


      麥姆斯咨詢:艾芯智能今后五年的發展目標是什么?企業愿景是什么?
      方利紅:艾芯智能懷著打造全球領先的3D視覺傳感公司,讓機器看懂世界的愿景,在未來五年將實現3D垂直領域的集成,成為世界一流系統方案解決商。


      麥姆斯咨詢:艾芯智能最近是否有融資計劃?如果有,請您介紹下融資需求吧。
      方利紅:目前艾芯智能在進行新一輪的融資,主要解決人員配置和產業化問題。我們的目標是提供全方位的3D視覺行業解決方案,做最好的3D視覺集成商。而做到這些,需要一定量的資金支持來進行人員擴充、研發投入和產業化制造。我們希望有認可艾芯智能實力和看好3D產業發展的風投基金和產業基金投資我們,攜手并進,共同撬動3D視覺這塊“大蛋糕”。


      麥姆斯咨詢:今年9月10日,艾芯智能將出席在上海舉辦的『第二十四屆“微言大義”研討會:3D視覺技術及應用』,這次首秀,您將帶來哪些分享呢?謝謝。
      方利紅:感謝麥姆斯咨詢的邀請,此次研討會將匯聚行業內主流方案提供商和相關產業鏈的合作伙伴,意義重大且影響也較為廣泛。我將在會議上闡述艾芯智能的發展理念、主打產品以及重點應用領域。歡迎大家一起參加,共襄3D視覺技術及應用的盛會!

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