機(jī)器視覺引領(lǐng)下一代技術(shù)革命

雖然上世紀(jì)70年代無人駕駛技術(shù)在可行性和實(shí)用化方面已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，但是直到最近谷歌、蘋果、特斯拉等科技企業(yè)的加入，才使得無人駕駛受到消費(fèi)者的關(guān)注與認(rèn)可。可能每個人小時(shí)候都會有這樣的想象：如果汽車能自己開車該多好啊……如今這樣的想象終于變成了現(xiàn)實(shí)，其背后呈現(xiàn)的技術(shù)原理卻不僅僅是一輛車那么簡單。

1、從無人駕駛到機(jī)器視覺

無人駕駛顧名思義就是不需要駕駛員操作的情況下汽車可以自動行駛，這并不是指汽車在實(shí)驗(yàn)場上進(jìn)行前進(jìn)、后退、倒車、剎車等簡單操作，而是需要汽車在真實(shí)且復(fù)雜的路況上滿足用戶的出行需求。比如早高峰需要汽車快速且安全地載著用戶從家到公司，長途旅行需要汽車精確識別當(dāng)?shù)亟煌ǚㄒ?guī)而不會違章，在擁擠的底下車庫可以自動找到停車位并精確入庫……這些使用場景對無人駕駛汽車提出了非常嚴(yán)苛的要求。所以無人駕駛汽車不僅僅是一輛汽車，它涉及了多方面的技術(shù)融合，比如自動控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計(jì)算等等，今天要和大家探討的則是機(jī)器視覺。

以特斯拉ModelS為例，想要實(shí)現(xiàn)自動駕駛功能必須購買包含前置距離雷達(dá)、攝像頭和圍繞在車身四周的12個超聲波傳感器在內(nèi)的自動駕駛套件，并且升級至最新的7.0系統(tǒng)。借助自適應(yīng)巡航和輔助轉(zhuǎn)向技術(shù)，ModelS已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)自動車道保持、自動變道和自動泊車三大功能。雖然這看起來更像是輔助駕駛，但是一定程度上已經(jīng)可以替代駕駛員的工作。ModelS上安裝的傳感器可以實(shí)現(xiàn)對周圍物體的監(jiān)測（比如測量前后車距），使用攝像頭進(jìn)行監(jiān)測比傳統(tǒng)的超聲波傳感器更加精確和敏捷（因?yàn)橹車钠嚩继幱诟咚龠\(yùn)動的狀態(tài)），這就是機(jī)器視覺在無人駕駛汽車上的應(yīng)用。

2、機(jī)器視覺讓無人機(jī)有了眼睛

今年3月大疆發(fā)布了新產(chǎn)品精靈4，這架內(nèi)置了5個攝像頭的無人機(jī)尤其引人關(guān)注。除了機(jī)身下方的云臺相機(jī)可用于攝影外，精靈4內(nèi)置的4個攝像頭均用來實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知與壁障功能，這就是機(jī)器視覺在無人機(jī)行業(yè)的深入應(yīng)用。無人機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的槳葉使其具有一定的危險(xiǎn)性，只有在戶外GPS信號良好的地方才可以安全飛行，而沒有GPS信號且充滿了各種電磁干擾的室內(nèi)則是無人機(jī)的“地獄”。但是內(nèi)置機(jī)器視覺攝像頭的無人機(jī)可以根據(jù)光流定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確的定位與懸停，在室內(nèi)也可以穩(wěn)定飛行，這就大大拓展了無人機(jī)的使用場景。所以機(jī)器視覺讓無人機(jī)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段。

除了可以輔助定位和懸停外，機(jī)器視覺使得無人機(jī)的安全性進(jìn)一步提升。以精靈4為例，前置的雙攝像頭可以實(shí)時(shí)感知前方飛行環(huán)境，如果遇到障礙物則實(shí)時(shí)調(diào)整飛行航線實(shí)現(xiàn)自動壁障。有了機(jī)器視覺攝像頭的加持，無人機(jī)仿佛有了眼睛，飛行安全性大大提升。這背后體現(xiàn)的技術(shù)原理則是飛控技術(shù)與機(jī)器視覺的深度融合，大疆CEO汪濤評價(jià)精靈4說：“至今為止我最滿意的產(chǎn)品，歡迎來到機(jī)器視覺的時(shí)代。”

3、機(jī)器視覺技術(shù)催熟機(jī)器人市場

機(jī)器人也許是智慧卻又孤獨(dú)的人類能夠制造出的最接近人類自身的產(chǎn)物，美國麥肯錫公司預(yù)測未來10年機(jī)器人市場將達(dá)到萬億美元的規(guī)模，比爾蓋茨更是表示二十年后家家戶戶都會擁有機(jī)器人。人類希望機(jī)器人也能夠擁有感覺、思維和學(xué)習(xí)能力，從而成為人類的助手和朋友。在組成機(jī)器人的三大模塊中，感知模塊是必備條件。有專家指出：“具有視覺、聽覺和觸覺，能夠自主行動的機(jī)器人才是真正意義上的機(jī)器人?！?/font>

機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支，人們希望機(jī)器擁有視覺并在某些應(yīng)用中超越人類的完成人不可能完成的工作。在商業(yè)應(yīng)用中，機(jī)器視覺技術(shù)可以幫助機(jī)器人廠商打造高端交互性強(qiáng)的智能機(jī)器人，并且隨著人工智能的發(fā)展以及云計(jì)算、大數(shù)據(jù)應(yīng)用的深化，能夠讓機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中自主實(shí)現(xiàn)識別、思考和決策。

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