來自杭州蕭山的先臨三維科技股份有限公司，是2024年第八屆生長大會的新晉獨角獸企業(yè)，在三維視覺行業(yè)處于領(lǐng)先地位。公司副總裁江騰飛是畢業(yè)于浙江大學(xué)的博士、高級工程師，他在會上做了主旨演講。

      他在演講中提到，3D數(shù)字化技術(shù)可以應(yīng)用在很多行業(yè)，先臨三維認(rèn)為產(chǎn)品力是公司發(fā)展最核心的要素，目標(biāo)是努力成為具有全球影響力的三維視覺技術(shù)企業(yè)。

      江騰飛：首先很榮幸，我們能夠被評為今年的新晉獨角獸，我也很高興能夠有這個機(jī)會，站在這兒和大家分享先臨三維所做的事以及一些小小的體會。

      今天我演講的題目是《三維視覺，先臨精度》。

      三維視覺是我們所處的行業(yè)，“先臨精度”，我們把精度放在公司的名字旁邊，也能夠看得出來對于高精度的三維視覺技術(shù)的追求，是先臨三維的特色，也是我們多年來幾退幾進(jìn)總結(jié)下來先臨三維的立身之本。

1、什么是高精度3D視覺技術(shù)?

      首先要回答一個問題，什么是高精度3D視覺技術(shù)。我們知道，人類在感知外部世界的時候，有70%的信息是通過人類的視覺系統(tǒng)（眼睛）獲取的，信息量的多少決定了我們對于外部世界感知程度的多少。

      舉個例子，假設(shè)我們開著一輛汽車在茫茫大霧里前進(jìn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看到空間里有一個小點，開近了可能發(fā)現(xiàn)是個紅色的燈，再往近點可能會發(fā)現(xiàn)是一個紅綠燈，而且是個三角燈，再往近點可能會發(fā)現(xiàn)紅燈距離我可能就30米了，而我的車速還是50，那是不是應(yīng)該趕緊踩剎車。

      通過這樣的例子可以看出來，對于外部世界的感知，通過視覺的方法，它所需要的信息量是由少到多，我們也把它分成了四個層次：看到-看清-看懂-看準(zhǔn)。我們認(rèn)為看到和看清是傳統(tǒng)的機(jī)器視覺或者說計算機(jī)視覺所關(guān)注和解決的領(lǐng)域，看懂就已經(jīng)進(jìn)入到了3D視覺所能夠處理的任務(wù)，更加進(jìn)一步的是看準(zhǔn)，我們對物體能夠提供尺寸信息的獲得，做精準(zhǔn)測量，這塊是需要高精度的3D視覺感知能力，先臨三維所做的事情就落在中間這個小小的圓圈里。

      我們測量物體，小的能夠到一顆牙齒，大的能夠到高鐵的一節(jié)車廂。我們對于精度的定義是到5-500微米，不知道大家對微米有多少概念。

      簡單講個比方，小孩子的頭發(fā)絲大約直徑是50微米，所以可以看到我們所關(guān)注的精度范疇大概是在1/10根頭發(fā)絲到10根頭發(fā)絲直徑的尺寸，這已經(jīng)是一個相當(dāng)精細(xì)的程度了。

      總的來說，我們認(rèn)為高精度3D視覺技術(shù)是以3D模型作為載體，力求真實、準(zhǔn)確、完整地記錄空間的影像信息，并且基于這個信息去做分析和應(yīng)用。

2、聚焦工業(yè)3D數(shù)字化、齒科3D數(shù)字化方向

      三維數(shù)字化的技術(shù)是一個技術(shù)底座，可以應(yīng)用的行業(yè)非常多，我們把目光聚焦到了工業(yè)3D數(shù)字化和齒科3D數(shù)字化這兩大方向。

      為什么選擇這兩個應(yīng)用場景？是因為經(jīng)過多年來，我們發(fā)現(xiàn)這兩個行業(yè)有一些共通點：

      首先，這兩個行業(yè)都有比較完善的上下游的數(shù)字化應(yīng)用配套，上下游的加工設(shè)備、上下游的制造設(shè)備都是全數(shù)字化的。

      第二，在這兩個行業(yè)里，都有非常完善的產(chǎn)學(xué)研人才儲備，有大量的大專院校在開設(shè)相應(yīng)的課程，教學(xué)生如何去使用這些設(shè)備，怎么去進(jìn)行一些分析、設(shè)計、檢測任務(wù)的執(zhí)行。

      同時，有大量高校高水平的老師、教授，可以參與到一些更先進(jìn)、前沿技術(shù)的探索當(dāng)中。再一個，這兩個方向都有廣泛的社會需求。

      依托于這樣的一些觀察，最終把我們的精力、資源聚焦在這兩個方向上，圍繞在這兩個板塊里，也打造了從高精度的數(shù)字獲取到智能化設(shè)計、智能化分析、智能化檢測以及智能化定位和導(dǎo)航的完整閉環(huán)。

      在這個過程當(dāng)中，我們也不斷去探索，積累了我們的自主研發(fā)技術(shù)。我們聚焦的自主核心技術(shù)主要有五大板塊，分成軟件和硬件兩大模塊。軟件層面上，已經(jīng)具備了結(jié)構(gòu)光的三維匹配算法，高精度的標(biāo)定算法，基于人工智能的建模軟件。

      在硬件上，也實現(xiàn)了全自主核心器件的設(shè)計，以及光機(jī)電算一體化的控制系統(tǒng)。同時，我們也取得了150多項發(fā)明專利，有幸也在去年獲得浙江省科技進(jìn)步一等獎，同時獲得了國家專精特新“小巨人”稱號。

      我們也很早去參與和制定了三維視覺測量精度的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為什么要開始做這個事呢？

      有一個小契機(jī)，我們很早就已經(jīng)研發(fā)出了三維掃描儀并將其應(yīng)用到各生產(chǎn)場景，有客戶向我們反饋，說這個工業(yè)三維掃描儀用來做檢測、測量是挺好用、方便的，但是我的廠里用不了。我們就問為什么，他說因為我的廠要進(jìn)一臺新的設(shè)備，你要導(dǎo)入我的生產(chǎn)體系，你們這個檢測、測量沒有標(biāo)準(zhǔn)，我怎么導(dǎo)得進(jìn)來。也是在那個時間點，我們發(fā)現(xiàn)的確在國內(nèi)如何去使用三維測量設(shè)備進(jìn)行檢測，事實上是缺乏標(biāo)準(zhǔn)的，包括這個設(shè)備自身的標(biāo)定、自身的校準(zhǔn)也缺乏標(biāo)準(zhǔn)。那么，沒有標(biāo)準(zhǔn)就很難去幫助用戶在實際的生產(chǎn)過程中得到使用。因此，也是利用這樣一個契機(jī)和觀察，我們才參與并陸續(xù)主導(dǎo)制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，兩項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及國家計量技術(shù)規(guī)范。

      通過這些探索，我們也慢慢總結(jié)出了行業(yè)里的一些心得體會，發(fā)現(xiàn)一項好的新技術(shù)，如果想落地，一定是要優(yōu)先融入到用戶現(xiàn)有的工作流程當(dāng)中，成為現(xiàn)有工作流程中的一個環(huán)節(jié)或者替換掉現(xiàn)有的一兩個環(huán)節(jié)，幫助提升效率。而如果一上來是一種顛覆式的、完全創(chuàng)新的、拋開現(xiàn)有工作流程不顧的方式，它的量級很難起得來。

3、3D視覺技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)3D檢測測量

      秉持著這樣的觀察，我們重新回到所聚焦的這兩個方向上來看，可以看到在高端制造領(lǐng)域，從產(chǎn)品的設(shè)計到生產(chǎn)制造，再到質(zhì)量檢測，是一個非常通用的流程，每個環(huán)節(jié)都可以用得上。

      比如說，在產(chǎn)品設(shè)計的環(huán)節(jié)里，在現(xiàn)代化的工業(yè)品設(shè)計當(dāng)中，已經(jīng)很少有設(shè)計師的設(shè)計過程完全是從0到1靠手繪出來，大部分都有現(xiàn)成的東西可以去參考，我們的三維掃描儀就可以成為他的一種靈感提取器，幫助他快速地獲取三維的數(shù)字化模型，加速他設(shè)計的過程。

      同時，在生產(chǎn)、制造和質(zhì)量檢測的環(huán)節(jié)，我們也通過客戶觀察到這個行業(yè)里已經(jīng)逐漸有了一些變化趨勢。其中第一個趨勢是很多檢測動作已經(jīng)從低頻轉(zhuǎn)向高頻，從原本的抽樣檢查開始逐漸加大頻次，從離線檢查到線上，從抽檢到全檢，這些過程對檢測的效率會提出更高的要求。另外，我們也發(fā)現(xiàn)有些客戶已經(jīng)把檢測的作用從原有生產(chǎn)工序的最后一道篩選環(huán)節(jié)，變成了利用檢測這個方式去反饋加工制造，在加工制造的過程中進(jìn)行加工補償，以這樣的方式去盡力提升良品率。

      那么，這些過程，都會對高精度3D視覺技術(shù)的使用提出更高的要求，也會帶來更多的機(jī)會。

4、3D視覺技術(shù)應(yīng)用于口腔醫(yī)療

      口腔醫(yī)療是另外一個方向，我個人理解，口腔醫(yī)療和工業(yè)制造非常相似，口腔醫(yī)療的最終產(chǎn)物是幫助患者重新恢復(fù)他的微笑。它的過程產(chǎn)物有很多，種過牙的朋友都知道，你的假牙就是一系列的過程產(chǎn)物；做過正畸矯正的用戶也知道，你所戴的牙套，無論是隱形的，還是固定的托槽、鋼絲，都是過程中的產(chǎn)物，包括在種植手術(shù)當(dāng)中的種植導(dǎo)板、美白牙齒的貼片。這些中間過程的產(chǎn)物，它們的設(shè)計生產(chǎn)也需要遵循剛剛說的制造一整套流程，從3D數(shù)據(jù)采集，到CAD設(shè)計，再到數(shù)字化制造和3D數(shù)字化檢測，都需要。

      那么，口腔醫(yī)療和工業(yè)制造相比，還有一些是它自身獨有的特點?？偨Y(jié)下來特點主要是兩個：一是遠(yuǎn)端協(xié)作，二是分布式加工。

      我們知道，醫(yī)生在診所里，在患者的身邊，他采集了患者的牙齒，要和他進(jìn)行面對面的溝通交流，這個交流在以往很多時候?qū)τ脩魜碇v是不可知的。怎么說？比如說你拍一個CT片，醫(yī)生指著這個片子里說，這個地方有顆牙齒好像蛀掉了，患者說，哪個地方是牙齒，分不太清楚，原因是那些影像數(shù)據(jù)的閱讀和查看是非直觀的。而基于三維數(shù)據(jù)的溝通，它會讓整個溝通的過程變得非常直觀，醫(yī)生講什么，在哪個位置，你看到就能夠明白、能夠反應(yīng)過來，這是醫(yī)生和患者之間的溝通。

      另外，醫(yī)生需要把這些數(shù)據(jù)通過云端發(fā)送給在異地的加工廠，要和加工廠里的技工去溝通設(shè)計方案，這樣的過程也需要依托于3D數(shù)字化模型進(jìn)行溝通。背后的加工廠設(shè)計好、生產(chǎn)好了假牙，戴到患者口內(nèi)，通過快遞發(fā)到診所，讓醫(yī)生在患者口內(nèi)試戴，往往不能做到十全十美，戴完之后一般需要重新去微調(diào)。比如說可能過長或者過短都需要醫(yī)生的微調(diào)，這個過程相當(dāng)于是醫(yī)生和技工分屬兩端去做分布式的加工制造。

      我們也針對這樣的一些應(yīng)用場景，從3D數(shù)據(jù)的采集，到智能化的設(shè)計、分析、檢測，打造了一整套完整流程。

5、3D視覺技術(shù)應(yīng)用于越來越多場景

      除了前面講到的工業(yè)和醫(yī)療兩個板塊以外，我們也觀察到近幾年文化創(chuàng)意類的應(yīng)用也在不斷蓬勃發(fā)展。這個領(lǐng)域一些應(yīng)用需求相比前面兩種，精度要求沒有那么高，亞毫米就足以滿足要求，但是對于幾何和紋理、顏色的逼真還原程度要求是最高的。

      在這個過程中，我們也探索了很多手持的掃描設(shè)備，包括用戶很方便、快速地獲取3D數(shù)字化的模型，幫助他們做更好呈現(xiàn)。

      3D數(shù)字化技術(shù)可以在很多行業(yè)里得到應(yīng)用，以下這張圖是先臨三維設(shè)備的客戶所屬行業(yè)，主要是高端制造，比如像航空航天、軌道交通、汽車工業(yè)等。

      近幾年在口腔醫(yī)療、消費娛樂這些領(lǐng)域，需求在快速增長。