蘋果新iPad Pro發(fā)售在即，其中最受果粉關(guān)注的就是新iPad Pro的激光雷達(dá)掃描儀，這個(gè)聽起來高大上的技術(shù)其實(shí)是通過dToF傳感器實(shí)現(xiàn)的。據(jù)蘋果官網(wǎng)描述，該技術(shù)就連NASA也會(huì)在下次火星登陸任務(wù)中用到它，這樣的神仙技術(shù)讓人興奮的同時(shí)腦子里也會(huì)多了幾個(gè)問號(hào)。
黑科技dToF傳感器能給果粉帶來哪些驚喜?
dToF(Direct-Time of flight)技術(shù)，中文直譯為直接飛行時(shí)間，它的主要能力是測(cè)量目標(biāo)物的距離，實(shí)現(xiàn)的原理也并不復(fù)雜，通過給目標(biāo)物連續(xù)發(fā)送光脈沖，然后用傳感器接收從物體返回的光，已知光飛行的速度是不變的，通過計(jì)算接收時(shí)間，就可以得到與目標(biāo)物間隔的距離。所以，只要發(fā)射的光脈沖能完全覆蓋測(cè)量物，通過算法就能得到物體的3D成像。
dTOF技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理
dToF技術(shù)并不神秘，在消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用最早可以追溯到2005年微軟XBOX360體感外設(shè)Kinect上，通過其內(nèi)部集成的深度攝像頭，利用dToF原理實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的追蹤，實(shí)現(xiàn)體感游戲操作。當(dāng)然如今的dToF技術(shù)在精度、響應(yīng)速度、體積上已經(jīng)遠(yuǎn)超15年前的Kinect了。
AR領(lǐng)域的應(yīng)用增強(qiáng)可能是蘋果研發(fā)dToF技術(shù)的最大目的
蘋果迫不及待的想要把dToF技術(shù)推向市場(chǎng)，那么該技術(shù)究竟能帶來那些不一樣的體驗(yàn)?zāi)?蘋果官網(wǎng)給了一個(gè)模糊的答案：為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及更廣泛領(lǐng)域開啟無盡可能。其實(shí)dToF技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，比如AR領(lǐng)域，假設(shè)你要換個(gè)家具，但不知道擺放效果如何，使用帶有dToF技術(shù)的iPad Pro對(duì)著你房間的空地掃一下，你想搭配的家具就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上。對(duì)于3D設(shè)計(jì)的工程師來說，只要用新iPad Pro掃一下想要建模的物體，就可以快速獲得物體的建模。還有娛樂領(lǐng)域，像Kinect一樣隔空操作實(shí)現(xiàn)體感游戲功能，在拍攝上增強(qiáng)照片的虛化效果，甚至是對(duì)物體進(jìn)行直接摳圖理論上都是可以實(shí)現(xiàn)的。
掃地機(jī)器人為何要用到dToF技術(shù)
雖然增加dToF傳感器能讓蘋果實(shí)現(xiàn)眾多新功能，但不得不說基于目前的軟件能力，蘋果還不能很好的利于這顆dToF測(cè)距傳感器。那NASA為什么也要使用它呢?根據(jù)猜測(cè)最大的可能性就是利用dToF技術(shù)為火星無人機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，這也是目前dToF技術(shù)研究最有價(jià)值的領(lǐng)域。像我們熟悉的特斯拉無人駕駛電動(dòng)車、科沃斯最新發(fā)布的地寶T8 AIVI掃地機(jī)器人、索尼Vision-S概念車在無人導(dǎo)航測(cè)距上都有dToF技術(shù)的應(yīng)用。
以科沃斯機(jī)器人為例，其最新推出的掃地機(jī)器人地寶T8 AIVI，首次將dToF技術(shù)用于掃地機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，推出了全新TrueMapping全局規(guī)劃技術(shù)。
科沃斯搭載dToF導(dǎo)航的地寶T8 AIVI
而就目前中高端掃地機(jī)器人市場(chǎng)而言，主流的導(dǎo)航技術(shù)仍然是采用三角測(cè)距法的LDS激光雷達(dá)，眾所周知掃地機(jī)器人其實(shí)就是微縮版的“無人駕駛車”，其技術(shù)原理和真正的無人駕駛汽車是有相通之處的，那為什么無人駕駛汽車不采用跟主流掃地機(jī)器人一樣的LDS激光雷達(dá)進(jìn)行導(dǎo)航呢?因?yàn)閽叩貦C(jī)器人使用的LDS激光雷達(dá)導(dǎo)航相較于dToF導(dǎo)航在技術(shù)原理上存在探測(cè)距離端、精度低、采樣率低、延遲高等無法克服的缺點(diǎn)，掃地機(jī)器人在封閉的家居環(huán)境下工作即便LDS雷達(dá)出錯(cuò)對(duì)用戶而言也不會(huì)有大損失，而對(duì)于無人駕駛汽車而言，如果使用這樣的技術(shù)一旦出錯(cuò)就會(huì)車毀人亡。
當(dāng)然，對(duì)于室內(nèi)無人導(dǎo)航而言LDS激光雷達(dá)導(dǎo)航已經(jīng)能夠幫助掃地機(jī)器人實(shí)現(xiàn)絕大部分的正確導(dǎo)航了，但想要讓掃地機(jī)器人體驗(yàn)進(jìn)一步升級(jí)，獲得更快的建圖速度、更精準(zhǔn)的規(guī)劃和避障能力以及產(chǎn)品的使用壽命，dToF導(dǎo)航是不可或缺的。根據(jù)科沃斯官方數(shù)據(jù)顯示采用TrueMapping全局規(guī)劃技術(shù)搭配dToF傳感器進(jìn)行導(dǎo)航的地寶T8 AIVI掃地機(jī)器人對(duì)比主流的LDS激光雷達(dá)導(dǎo)航產(chǎn)品而言，在建圖精度上提高了4倍、在建圖效率上提高了3倍，在掃描范圍上提升了2倍，這樣的提升帶給用戶的體驗(yàn)就是更高效和更智能。
除了dToF，3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的加持讓機(jī)器人更智能
此外為了強(qiáng)化避障效果，科沃斯在最新發(fā)布的沁寶、地寶產(chǎn)品上還增加了TureDetect 3D技術(shù)，即3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，可以讓機(jī)器人在家居環(huán)境下主動(dòng)精準(zhǔn)避障，穿梭自如。該技術(shù)此前也曾廣泛應(yīng)用于蘋果、華為等智能手機(jī)的面部識(shí)別功能中，較比傳統(tǒng)的2D或2.5D技術(shù)，3D結(jié)構(gòu)光能通過專業(yè)的泛光感應(yīng)原件實(shí)時(shí)讀取物體信息，并通過紅外光線、點(diǎn)陣等，反推物體的深度和位置，從此前的2D感知變成了立體的3D感知。對(duì)于掃地機(jī)器人而言，較比傳統(tǒng)的2D監(jiān)測(cè)避障，3D結(jié)構(gòu)光能更好的捕捉更多環(huán)境信息，增強(qiáng)避障的準(zhǔn)確性。
憑借著dToF導(dǎo)航、3D結(jié)構(gòu)光這些高精度響應(yīng)的加持，家用服務(wù)機(jī)器人可以快速補(bǔ)齊導(dǎo)航、規(guī)劃、避障能力的短板，提升家居環(huán)境下無人作業(yè)的能力。而隨著5G、人工智能等新技術(shù)的成熟，高響應(yīng)、高帶寬、高智能、大數(shù)據(jù)、這些新關(guān)鍵詞將給家用服務(wù)機(jī)器人帶來更多智能功能的加持，讓家用服務(wù)機(jī)器人朝向更智能的路徑的迭代，未來家用無人服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)也會(huì)有更多的想象空間。