机器有了3D视觉感知能力 西安交大团队三维深度感知技术领域取得系列突破

葛晨阳副教授展示团队研发产品。(文/图 记者 姜泓)

本报讯手机模样的3D深度摄像模组、宛如绿豆般大小的激光散斑投射器……3月8日，在西安交大举行的科技成果发布会上，来自该校人工智能与机器人研究所的葛晨阳副教授正在展示团队近年来的一系列专利技术产品，他不无自豪地说：“我们在国内率先研制成功面向智能手机的嵌入式结构光深度相机，并在关键性能上达到业界领先。”

结构光深度相机对于不少消费者来说并不陌生。2017年底，iPhoneX手机问世引爆了结构光3D技术，这款手机的一大创新点就是嵌入结构光3D深度相机。葛晨阳介绍说，激光散斑结构光深度相机，可实时获取高精度、高分辨率的深度信息，进行三维图像的实时识别、动作捕捉及场景感知，是当前一种主流的三维深度感知技术。

“激光散斑结构光已成为最成熟的3D深度获取方案，可快速拓展到机器人、无人机、VR/AR、人脸支付、智能门禁/锁等领域，解决环境感知、人机交互、避障、3D扫描等难题。未来2D摄像模组将逐渐被3D摄像模组所取代。葛晨阳继续介绍：“结构光深度相机作为一种现实物理世界与虚拟网络世界进行交互的‘门户设备’，未来将取代传统RGB（二维）摄像头，成为现实世界中无处不在的重要设备，使机器或智能设备具备类似人眼的3D视觉感知能力，将有助于实现人与机器的自然交互、人与网络世界的虚拟交互，甚至机器与机器之间的交互。”

据了解，葛晨阳团队从2010年起专注于结构光的三维深度感知技术研究，是国内最早从事该领域研发的团队。通过近8年多的艰苦攻关和自主创新，团队取得了突破性的成果，包括自主开发三维深度感知专用芯片及配套模组（激光散斑投射器、IR/RGB摄像模组），并在深度时延、深度精度、深度图分辨率等关键性能上达到业界领先，超过了微软Kinect产品和IntelRealSense3D深度摄像头，解决了动态、实时、准确获取深度图的难题。团队在结构光技术领域专利布局国内最早，截至目前，团队已申报10项美国发明专利（6项已获得授权）、中国发明专利40多项（已授权14项），并在手机、安防、机器人、人脸支付等多个领域实现了成果转化。

“我们在业界率先提出并实现一种主动结构光的双目深度感知方法及装置，适合大范围、远距离、高精度的实时测量场合；率先研制一种即插即用的三维深度感知设备。这些核心知识产权的积累一方面为国内外竞争者在知识产权方面设置了较高的门槛，另一方面有助于打破国际巨头在深度感知核心技术领域的垄断，并将对多个领域的科学探索和产业发展产生积极的影响。”葛晨阳介绍说。

业界人士预测2020年3D结构光模组市场规模将超过200亿美元，其中手机前置3D相机市场渗透率将达到33%。“希望我们中国人自主研发的技术和产品在未来的竞争中能赢得更大市场。”葛晨阳充满憧憬地说。

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