中文 / EN

Camsense欢创科技CEO周琨: 激光雷达没有行业标准,只能“摸着石头过河”

Camsense欢创科技创始人&CEO 周琨

10月18日,由亿欧公司、EqualOcean主办,粤港澳大湾区研究院(广外)、四方网盈联合主办的“2019大湾区科创峰会-机智·机器人商业应用论坛”成功举办。本次论坛聚焦新技术背景下的机器人商业应用,以核心技术为切入点,探索未来场景驱动下,机器人产业发展新机遇。

论坛当日,欢创科技创始人兼CEO周琨带来了“核心零部件,机器人腾飞的翅膀”的主题演讲,向现场观众分享了欢创科技在核心零部件研发道路的心得。周琨表示,机器人零部件不像生产灯泡或者螺丝,在这个没有标准的新兴行业,大家都在摸着石头过河。

以下为亿欧整理的周琨演讲全文:

今天我将为大家分享欢创科技在核心零部件这条道路的心得。

首先简单介绍一下我们公司,欢创科技是一家致力于做视觉传感器的公司,研发的产品主要集中在机器人、工业检测以及手术导航领域。我们目前已经是国内服务机器人领域激光雷达的主流供应商,客户包括国内最大的机器人方案商和国内两家知名的ODM厂商,以及360、飞科、联想等品牌客户。

过去两三年,服务机器人特别是扫地机器人的发展速度非常快,技术的创新和革命,带给用户体验的上升和成本的下降。因此,我们可以看到:无论是在美国还是在中国的上市公司,都对外发布了很好的“业绩单“。

自主导航技术—机器人感知的关键


机器人行业发展的三个核心技术包括:神经系统、感知网络、运动系统,考验的是机器人不同的能力。神经系统主要是判断机器人是否像人脑一样思考决策,这其中涉及到与人工智能相关的大数据技术;感知系统,需要的是各种传感器,比如视觉传感器、摄像头、激光雷达、毫米波雷达等;而运动系统,则需要借助雷达等技术。

这三个技术都非常关键,但感知网络长期以来一直被忽视和低估,直到最近几年,局面才得以改观:自动驾驶领域的蓬勃发展,带动了传感器的飞速发展。传感器可以发挥作用和优势,我们的产品也主要集中在这个领域。从感知来看,人类获取信息的来源是眼睛,机器人也不例外,因此机器人要看到世界,就要做到两件事。

第一,自主移动,也就是自主导航。

第二,学会避障,知道前面有什么障碍物并及时避开。

机器人最开始出现在十几年前,到2002年行业发展出现了停滞阶段,主要是因为没有实用技术的突破带动用户体验上升,导致行业发展进程非常缓慢。2010年,美国的一家公司Neato率先把激光雷达嵌入到扫地机器人中,使这个行业出现了拐点。但由于当时激光雷达是第一次运用在扫地机器里,成本和价格都很高,因此售价非常高,消费群体就明显被受限。

其次,产品质量不成熟,扫地机器人没有达到预期效果。通过财报,我们可以看得很清楚,2016年小米旗下的公司把激光雷达产品做到真正的平民化,从那以后行业发展则加速前进,由此整个行业的发展迎来了明显的拐点。现在的激光雷达效果确实非常好,而且价格相对低廉,消费者可以接受。

作为导航的关键零部件,其发展趋势是什么?其实从2017年起,行业就有两种路线之争,一种认为机器视觉是主流,另一种认为激光雷达是主流。

这两种流派各有千秋,但随着时间的推移,扫地机器人配备更多的传感器,其中激光雷达是标配。激光雷达定位导航的效率非常高,用户体验非常好,测距非常精准,无论是白天还是黑夜都能够工作,在建模导航方面没有任何传感器能比得过它,由此激光雷达的市场占有率越来越高。如果配合视觉传感器可以做得更完美,在未来的两三年势必会呈现激光雷达和机器视觉融合的趋势。

规模量产前夜的“不易”


但激光雷达面临着两个问题。第一成本比较高,我记得几年前我进入这个领域,一个客户告诉我,激光雷达产品占了机器人成本20%多以上,是单一零部件中价格最高的,在他们看来激光雷达只能做高端产品,很难下沉到中低端产品,这是行业的第一大痛点。

第二,作为自主移动的核心零部件,需要在机器人的场景当中不断地运动碰撞,寿命和质量也是令人关注的问题。如何把产品做到价格便宜、成本低又可以保证质量,这是行业必须面临的巨大的挑战和痛点。我们的方案在技术和创新这两方面取得了优势。

技术方案显现,激光雷达到底行不行?


在雷达领域,有几种技术方式来实现激光测距,第一种是几何测距的视觉传感器技术,主要通过对图像拍照,利用基本原理进行测距。这种技术适用于慢速移动的机器人,适合在室内中近距离测距。另一种是飞行时间的激光雷达传感技术,适用于室外高速运动的远距离测距。

我们进入这个行业时,看到了两种技术方案。

第一,工业级的线性图像传感器方案现在市面上扫地机器人用的激光雷达,基本上走的都是这个路线,这是学习美国Neato的产品方案做的,只是传感器的品牌不一样。

这种传感器方案的成本比较高,因为传感器也是芯片,也就是半导体,成本取决于一个因素—“量”,如果量不大成本一定高。工业级的量不大,因此如何降低成本是一个很大的问题。 其次,线性图像传感器的采购成本比较高,光学调校难度比较大。第三,线性图像传感器的市场很小但又容易损坏,售后成本比较高。

第二,用TOF方案来做近距离测距这种技术方案的效果并不好,没有达到我们期望的效果。当时大家就质疑:激光雷达产品到底行不行?可不可以做到价格便宜质量又好?

自研面阵式Sensor芯片,知识产权担保独一家


看到这些问题后,欢创科技在2017年开始研发产品并致力于创新。

首先,欢创科技采用面阵式消费级Sensor芯片+自主研发图像处理ASIC芯片的技术路线可以避免使用成本高昂的通用FPGA芯片,通过这次创新,我们建立了相对的行业壁垒,由此我们成为了市面上唯一一家量产面阵式Sensor结构光测距方法的公司。

目前,很多客户要将芯片出口海外,要求能出具产品不侵犯第三方公司知识产权的担保,我们公司是业内唯一一家敢给客户做担保的企业,如果由于专利问题导致索赔,所有的风险我们承担。

能做到知识产权担保并不容易。欢创科技是依托于清华的公司,从量产的商品到大批量出货的商品,我们踩过很多坑,因为很多问题要做好还有很多困难。

第一,行业没有标准。不像灯泡和螺丝,有一个行业标准。激光雷达是一个很新的行业,所有人都不知道出货应该符合什么标准,比如激光雷达可以承受的高度跌落是多少,耐高温和低温的范围是什么,没有人知道这个标准该怎么定,大家都在摸着石头过河进行探索。

第二,精度要求高。因为我们做的是精密的光学元件,有很多精度要求超乎我们的想象,包括结构稳定性、耐高温、耐振动、长时间运动能力、抗干扰能力等。

从研发的实验室到工厂车间,我们做过了上万台激光雷达的实验,用于实验的这些雷达最后要报废的,不能出货给客户,另外,还包括建立自动化生产设备等,这个投资是非常大的。秉承科研精神,欢创科技还研发了高精度的定位系统Camsense M Pro,定位精度可到达0.5mm级,由于产品具有高精度视觉追踪定位能力,成为业内唯一一家同时具备提供激光雷达和高精度视觉追踪系统的公司,现在海尔、美的、360,华测的机器人实验室都装载了我们的这个系统,为他们的扫地机器人研发提供精准的定位数据。

我的分享就到这里,谢谢大家!