服务机器人国产芯片：视觉、感知、交互能力大提升

在上一期服务机器人文中我们提到在国产服务机器人中，芯片的国产化率比工业机器人高出不少。在《从扫地机器人看服务类机器人国产芯片》这篇文章中，我们从扫地机器人切入，看了两家在扫地机器人市场占据相当大市场份额的国产芯片厂商。还有不少在服务机器人方向上大展身手的国产芯片厂商，国内服务机器人的蓬勃发展离不开这些国产芯片的鼎力支持。
 
地平线
 
地平线在智能驾驶场景大规模应用后开始加速构建机器人核芯的开放生态，去年地平线和科沃斯携手推出了业内首款搭载人工智能专用处理器的扫地机器人，引起了不少关注。该系列的扫地机器人搭载了地平线旭日3边缘AI芯片。
 

（图源：地平线）

 
旭日3集成了地平线最先进的伯努利2.0 架构AI引擎BPU，这种新的BPU架构能大大提升对CNN网络架构的支持并显著降低AI算法对DDR带宽的占用率。BPU在设计过程中采取算法、计算架构、编译器联合设计，使得在功耗不变的情况下，AI性能提高数倍。与其他AI芯片相比，旭日3的DDR利用率提升了大概5倍，能提供5TOPS的等效算力。AI真实性能可达到416FPS，60毫秒最低延迟以及2.5Watt超低功耗。
 
从终端机器的表现来看，机器人物体识别能力有了显著提升，同时对环境的感知有了相当大的飞跃，实现了从物体识别到空间感知的转变。在越来越智能机器人发展道路上，可以预见的是这一类AI芯片将发挥出越来越重要的作用。
 
炬芯科技
 
炬芯科技属于国内最早一波做教育/家庭机器人市场的芯片厂商，因其主控芯片性价比极高在业内有着广泛的认可度。其芯片在服务机器人应用上也是主攻智能语音交互，之前的ATS3505主控芯片在许多国内教育/家庭机器人中都有应用。现在主推的是ATS3607D、ATS3609D和ATS2837。
 

（图源：炬芯科技）

 
这些芯片采用高算力的异构双核架构，集成了vad模块，内置了大容量DDR。ATS3607D和ATS3609D是840MMHz Cortex-A5加上350MHz的CEVA X2 DSP核，ATS2837是240MHz的32位RISC加上400MHz的CEVA TL420 DSP核。
 
三款芯片融合了蓝牙收发器，拥有丰富的基带功能处理器和蓝牙音频配置文件，同时还集成了较高品质的音频编解码器，加之适配了语音前处理算法和后处理音效算法，在智能语音交互方面能满足各种不同场景的需求。这种低待机功耗高交互性的芯片产品在国内服务机器人中很受欢迎。
 
肇观电子
 
肇观电子的AI视觉芯片不仅在服务机器人中，在各类需要视觉应用的机器人中都应用广泛。旗下的NE-N、NE-D以及NE-V三个系列的视觉处理芯片，不仅是算力还是图像处理能力，都赋予了许多机器人丰富的视觉感知能力。
 

（图源：肇观电子）

 
N系列集成领先的ISP内核，凭借着强大的CVKit 2.4 TOPS INT8 / 1.2TOPS FP16计算能力，可提供8M/4M/3M像素级别图像和视频采集处理能力，同时还内置了3D降噪和HDR功能。
 
D系列则是针对机器人开发低功耗高性能芯片，在N163A芯片的基础上增加了高性能的双目深度视觉处理的独立硬件CVKit VSLAM IP进行实时的计算机视觉特征处理。集成了高精度CVKit VSLAM 和3D深度计算引擎的芯片可以大大降低机器人厂商在视觉导航、视觉识别上的工作难度。单从芯片性能的角度来说，D系列支持DSP和独立CNN，最高1.2TOPS神经网络计算能力，同时FPS/TOPS利用率属于业内极高水平，FP16无精度损失，INT8精度损失<1%。这样的视觉处理能力无疑是足够的，加之丰富的外围接口更能适应机器人厂商的开发需求。
 
小结
 
AI芯片，机器视觉芯片，智能语音芯片的快速发展，服务机器人性能和智能化程度有了明显提升。在家庭、商业、医疗、教育领域，服务机器人都开始了广泛的应用，并获得了不俗的市场认可度。服务机器人正朝着感知更灵敏、运控更精细、交互更智能的方向发展。感知、运控和交互能力的提升依赖于上游芯片的性能提升。