研究激发创新
在过去的二十年里, 美博白菜中心论坛大学的一个研究小组一直在低调地为世界顶级科技公司开发三维(3D)相机技术.
该技术基于飞行时间(ToF)原理, which measures the time it takes for light to go from a camera to an object then back again, enabling machines 而且 digital devices to ‘see’ the world in three dimensions.
3D cameras form the basis of many new 而且 emerging applications 而且 software, 游戏的基本要素, 虚拟现实(VR)和工业机器人.
在你的新iPhone上进行面部认证, 控制装配线上的机械臂, 自动控制空调的智能建筑, 而且 logistics services measuring packages are all examples that can utilise 3D cameras.
在飞行
美博白菜中心论坛大学的工程研究人员所做的ToF研究是许多这些技术的基础, 有可能改变很多行业包括机器人, 安全, 汽车, 航运和物流, 工农业.
在的支持下 美博白菜中心论坛Link -该大学的商业化部门- ToF研究小组继续成功地推出了一家分拆公司, Chronoptics.
与全球半导体产品领导者合作, 这家总部位于汉密尔顿的公司专注于通过高保真3D摄像头提高机器与世界互动的能力.
Chronoptics CEO 理查德·康罗伊 was part of the original ToF research group, 而且 says few people know that 美博白菜中心论坛 is a hub for ToF research talent 而且 expertise.
“这些事情值得庆祝，”理查德说. “有一些非常酷的东西正在发生. 美博白菜中心论坛大学的电气工程专业非常棒, 这里的毕业生是世界上最好的.”
它是如何开始的?
这个故事起源于少数热情的美博白菜中心论坛工程研究人员和世界一流的教师.
Richard, a “born-而且-bred 美博白菜中心论坛 boy”, came to 美博白菜中心论坛 University from St John’s College. He had originally planned to study management, before a scholarship enticed him into engineering.
“It was a really good programme, with quality teaching,理查德说, who graduated with his 荣誉工程学士学位 in 电子工程 in 2005.
He benefited from the teaching 而且 leadership of 艾德里安 Dorrington, Dale Carnegie 而且 Michael Cree.
三人, 由艾德里安领导, 2002年，在美博白菜中心论坛成立了“飞行时间”成像研究小组，这个集体最终成为了一家名为“计时光学”的商业企业.
It was an inspiring time, the coming together of many brilliant research minds.
“艾德里安 came from a metrology background, which is the science of measurement. We had Dale Carnegie who was into robotics research 而且 wanted to put cameras on robots. 然后是Michael Cree他主要研究图像和信号处理, taking the data that comes from the camera 而且 translating it into measurements that make sense,理查德回忆道.
阿德里安于2002年年中前往美国国家航空航天局兰利研究中心, 2004年，他带着一些创新的想法回来了.
“他正在用相机测量可充气的空间结构. It was there that he developed ideas around other ways you could get cameras to measure in 3D,理查德回忆道.
什么是飞行时间和3D传感?
《2022免费白菜网》利用光从相机到物体再返回所需的时间来测量距离.
“这是最简单的物理原理之一, 时间的关系, 距离和速度. 如果你知道往返某地的时间, 你知道它的速度, 那你就知道它走了多远了,理查德说.
这些原理是ToF三维传感的基础, 这是一项突破性的技术，可应用于多种领域.
“3D相机可以测量物体的形状，”理查德解释道. “Unlike a normal camera that measures colour, these [3D] cameras “see” distance. So, every image is the equivalent of sending a million tape measures out to produce a 3D map of the real world.”
For example 3D sensing allows a robot to see an object’s size 而且 position in space, 允许机械臂伸出并准确地与之交互.
下一个步骤
ToF研究小组开始与美博白菜中心论坛林克大学的商业化部门合作，进行具有商业潜力的研究, 对一些早期概念提出专利申请.
艾德里安 had “a crazy idea”, which inspired some of Richard’s electronic engineering research.
这涉及到他们自己设计的硅电子芯片——一种专门的图像传感器，是3D ToF相机的核心组件.
然而，这样的事情在新西兰并没有发生. 理查德被授予富布赖特奖学金来探索这个话题, 2007年底，他去了硅谷的半导体公司Canesta工作(该公司已被微软收购).
It was an opportunity not only to learn the fundamentals of creating 3D image sensor chip technology, but collaborate with other engineers in this exciting 而且 ever-evolving industry.
“I saw some of the challenges that they were facing, 而且 knew we had some solutions,理查德说.
艾德里安和安德鲁·佩恩, 美博白菜中心论坛的博士后学生之一, 飞到美国推销他们的想法. 这是美博白菜中心论坛大学互利研究和商业关系的开始.
“Canesta [now Microsoft] saw 美博白菜中心论坛 as this magical breeding ground of Time of Flight talent,理查德说.
“有一群杰出的研究人员和工程师专注于Time of Flight技术，这很棒.”
结果是, 美博白菜中心论坛 electrical engineering researchers took positions at global companies building ToF camera products, 包括理查德, 安德鲁, 以及Refael Whyte(联合创始人 & Chronoptics的首席技术官)，John Godbaz和Sean Charleston.
一些人被拉去工作 Kinect, 微软于2010年首次发布的一种创新体感输入设备，该技术最初用于其Xbox视频游戏机. 其他值得注意的产品包括微软的HoloLens VR头盔.
消费电子领域的其他有趣应用包括视频通话的绿屏——3D摄像机使人们能够将自己投射到风景背景图像中, 作为汽车领域的安全特性, 使车辆能够可靠地检测行人.
设置Chronoptics
In 2014, 在完成多项商业研究任务后, 艾德里安, Refael和Richard认为是时候成立一家公司来补充大学正在进行的ToF研究项目了.
在美博白菜中心论坛林克的支持下, 这个研究小组开发了一套专利, 这是一条通往商业化的清晰道路.
他们继续与实施这些技术的大型跨国公司建立关系(这些公司必须保密).
“These are all big chip companies that are developing the core technology that goes into a camera, 但不是相机本身. What they like about us is that we can offer unique ToF algorithms that they can adopt, 美博白菜中心论坛可以为他们的客户设计3D相机,理查德说.
“It’s an under-the-hood technology that most people probably don’t know exists, but it will become ubiquitous in time embedded in so many different products 而且 applications.”
美博白菜中心论坛链——将研究成果转化为商业化
The ToF research group 而且 its spin-off company Chronoptics were supported in their journey by 美博白菜中心论坛Link, 大学的商业部门.
从早期开始, 美博白菜中心论坛林克团队与ToF研究小组密切合作, 提供建议和支持, 并帮助他们将研究成果转化为成功的商业业务.
他们通过赞助具有商业潜力的夏季研究项目来培养大学的研究人才.
他们还在专利和许可协议方面提供帮助, 通过合作，将新产品和研究概念推向世界.
美博白菜中心论坛Link还持有Chronoptics的股份. Jessica King, an ex-美博白菜中心论坛Link Commercial Manager, is now Head of Operations at Chronoptics.
美博白菜中心论坛Link的商业化专家Doug Hillyer喜欢与Chronoptics的研究小组和团队密切合作.
“我关注的很大一部分是将这些点连接起来,道格说, who spends one day a week working in the Chronoptics head office in Riverlea, 汉密尔顿. “Chronoptics正在涉足工业和制造产品. 而, 在大学里, 这是更多的“蓝天研究”, 解决技术问题, 哪一个不是解决应用问题.
“Often you need to solve the technical problem first but there are a whole bunch of steps from there to here.”
Doug致力于识别市场机会, 寻找和完善研究和产品供应, 并将其推广到大学以外的世界.
“一旦你解决了技术问题, 它在现实世界中意味着什么?你如何证明价值?”
开发新的创新
Chronoptics developed a 3D depth sensing camera, the KEA ToF Development Kit.
这是一项“超级灵活”的开箱即用的技术，允许客户根据自己独特的应用进行调整, Richard, who is working on growing the camera side of the business with the Chronoptics team.
In 2020, Chronoptics与全球微电子工程公司Melexis签署了一项协议，后者希望在其汽车应用中独家使用多路径和线性误差校正技术.
当车内和周围有明亮的反光物体(如车牌和路标)时，该技术有助于减轻在进行3D测量时发生的失真.
这项授权协议导致了一种商业关系, with the technology being developed by Melexis for their large 汽车 clients.
猕猴桃的连接
Chronoptics have worked on innovations locally with New Zeal而且 companies.
他们的3D传感相机帮助一家领先的新西兰农业技术公司“只需拍一张快照”就能测量牛的身体和健康状况指标。, 道格说.
同样的技术也被应用于跛行——这一问题对乳制品行业造成了超过3亿美元的经济影响.
“每天都有奶牛走到奶牛场. 如果你有一台自动检查奶牛的摄像机, 您可以更快地诊断问题并减轻生产力损失,道格说.
Chronoptics还与奥克兰物流公司合作开发货物和货运尺寸技术, 同时也为另一个客户提供园艺方面的应用.
走向未来
八名员工, Chronoptics计划继续培养与关键客户的关系, 扩大他们的客户基础和网络影响力, 开拓新的国际市场, 包括美国和日本.
道格说，未来的潜力令人兴奋.
“Industrial applications are one of the fastest growing applications at the moment. DHL gets all kinds of large 而且 unusual shaped boxes that they have to measure 而且 price up, 而不是让人带着卷尺和计算器, 你把它放在3D摄像机下，它就会吐出体积. 你可以想象这对一个公司的价值.”
Richard补充道:“安全和访问控制迟早会变得很重要, 而且 we are talking to a few people about how we can get into partnerships with that.”
未来潜力巨大. ToF 而且 3D sensing could involve recognizing 而且 letting passengers through airport gates, or paying via facial recognition terminals in supermarkets 而且 retail outlets.
“所有这些东西都将到来. 美博白菜中心论坛想要参与其中，”理查德说.
Adds Doug: “We are only scratching the tip of the iceberg in terms of what this [technology] can do, 而且 in ten years’ time I’m sure the l而且scape will look completely different.
“随着更多的技术问题得到解决, 应用越来越多, 机会也越来越多.”
The depth sensing market is predicted to grow significantly over the next few years, 五年内将达到150亿美元.
他强调，从研究和概念验证到采用所需要的时间和精力是“不朽的”。.
“It’s that next generation technology that might not see commercial benefits for a few years.
认识到这需要时间是很重要的. 有时你的研究功能在商业上很重要, 但你可能一开始并不知道,道格说.
将美博白菜中心论坛研究人员与世界联系起来
The relationship between Chronoptics 而且 global tech companies has continued to grow over the years, 与美博白菜中心论坛大学及其世界领先的电气工程研究的联系继续支持着它.
学者们，比如 Michael Cree副教授 而且 斯特里特博士 at 美博白菜中心论坛 continue their work, supporting 而且 mentoring new generations of students.
“随着美博白菜中心论坛的旅程, 通过美博白菜中心论坛研究小组的学生取得了巨大的成功，他们在职业生涯中取得了巨大的成就."
比如技术本身, 美博白菜中心论坛电子工程专业学生的机会是巨大的, with potential to do impactful research 而且 work for global tech companies.
“美博白菜中心论坛的一些主要战略合作伙伴看到了研究功能和美博白菜中心论坛大学联系的好处,理查德说.
他说，电子和工程专业的学生和毕业生也有机会在Chronoptics工作.
"We love collaborating with the University on student research projects; it's a great way to engage on topics that potentially have commercial relevance."
这项研究绕了一圈, 而Chronoptics公司的KEA相机现在正被其他美博白菜中心论坛研究人员用于农业机器人开发的机电一体化项目中.
Mike Duke教授, 谁是大学工程学主席约翰·加拉格尔博士说他们正在葡萄园中使用相机进行初步实地试验, 在藤蔓上绘制葡萄, 而且 is also using the technology in an upcoming research project to identify 而且 harvest ripe blueberries.
“摄像头很出色. 你可以有一个3D模型，实时更新. The resolution 而且 speed of processing of the camera is critical to our work.”
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