以新一代信息通信技術為主要驅(qū)動力的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起，5G技術落地商用、無人駕駛、智慧城市、智慧社區(qū)等成為熱門話題，而技術落地表現(xiàn)最為明顯的，是在于尋常百姓家的變化：智能音響、智慧屏電視、智能掃地機器人......

在智慧家庭領域，單就掃地機器人一個單品，數(shù)據(jù)預測中國掃地機器人市場就有500億的規(guī)模。但GFK數(shù)據(jù)顯示中國家庭服務機器人在沿海城市的產(chǎn)品滲透率僅為5%，內(nèi)地城市僅為0.4%，與發(fā)達國家16%相比仍有較大差距。這其中的主要原因是掃地機器人價格偏貴，動輒數(shù)千元的掃地機器人價格讓很多消費者望而卻步；另外一個原因是，目前真正算的上智能掃地機器人的比例在3%左右，大部分掃地機器人還停留在“智障”階段，比如被卡在一個狹小空間不能動彈的、有把家中萌寵的排泄物掃到各個角落的、有不會自己充電工作“殉職”的......現(xiàn)在，深圳一家專注于計算機視覺定位技術研發(fā)的創(chuàng)新型公司，通過算法創(chuàng)新和自研芯片，研發(fā)了獨特的機器人深度測距產(chǎn)品，不僅性能表現(xiàn)優(yōu)異，而且成本大幅降低。這將有望將機器人測距模塊價格大幅度下降，在關鍵核心零部件部分清除掃地機器的價格門檻，加速掃地機器人普及。

歡創(chuàng)科技創(chuàng)始人兼CEO周琨

這家公司就是Camsense【深圳市歡創(chuàng)科技有限公司】，它于2014年成立，一直致力于計算機視覺技術開發(fā)，其創(chuàng)始人兼CEO周琨是清華大學工程碩士導師，主要從事計算機視覺與圖像處理方向的研究，在該領域深耕長達17年之久。近日筆者專訪了周琨， 詳細了解了歡創(chuàng)科技的創(chuàng)新技術。

掃地機器人的挑戰(zhàn)

周琨首先給筆者秀了一個模塊，就是上圖，這是歡創(chuàng)科技于2018年推出的面向掃地機器人領域高性能的激光雷達產(chǎn)品——Camsense® X1，其性能指標達到行業(yè)領先水平。據(jù)了解，該產(chǎn)品從2017年8月立項到2018年9月正式量產(chǎn)，僅在短短1年時間內(nèi)就完成了研發(fā)、大量的內(nèi)部測試以及早期客戶共同測試等流程。Camsense® X1具備高水平的測量距離以及測量精度。

周琨曾在2019大灣區(qū)國際科創(chuàng)峰會上指出機器人發(fā)展有三個核心技術：神經(jīng)系統(tǒng)、感知網(wǎng)絡、運動系統(tǒng)。神經(jīng)系統(tǒng)主要是讓機器人像人腦一樣思考決策，這其中涉及到與人工智能相關的大數(shù)據(jù)技術；感知系統(tǒng)，需要的是各種傳感器，比如視覺傳感器、攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等；而運動系統(tǒng)，則需要借助雷達等技術。這三個技術都非常關鍵，但感知系統(tǒng)長期以來一直被忽視和低估，直到最近幾年，局面才得以改觀。

“掃地機器人的智能工作，首要解決的就是自主導航和避障，在早期的掃地機器人產(chǎn)品中，主要是通過單純的碰撞傳感器+基礎陀螺儀解決路徑規(guī)劃問題，機器人不是在看路，而是在隨緣的‘碰’路，同時對于自己掃過的地方記錄也不準確，所以清掃成果就全憑運氣?！敝茜f到，“2010年，美國Neato公司首次把激光雷達引入到掃地機器人中，提升了清掃效果，但問題是激光雷達成本很高，難以普及?！?

隨著技術的發(fā)展，整個激光雷達行業(yè)的成本都在明顯下降，掃地機器人配備的傳感器也越來越多了，而激光雷達作為“眼睛”成為掃地機器人的標配已成為市場共識。例如360的T90掃地傳感器就配別了22種傳感器，而其“眼睛”就是裝備了Camsense歡創(chuàng)科技的激光雷達。

激光雷達導航效率非常高，用戶體驗好，測距精準，而且無論是白天還是黑夜都能夠工作，在建模導航方面完勝其它方案。

歡創(chuàng)科技如何突破？

周琨表示以前掃地機器人中的激光雷達成本占了機器人成本20%以上，導致產(chǎn)品只能做高端，很難普及，所以這個成本是第一大痛點，還有靠“碰”導航的機器人也影響了壽命，歸根結底缺乏一個低成本高精度的自主導航方案，Camsense歡創(chuàng)科技就是以此為突破口。

市面上掃地機器人采用的激光雷達，普遍對標的都是Neato，采用工業(yè)級Sensor+DSP芯片的技術路線，雖然性能好了但是成本問題依舊沒有解決。而Camsense歡創(chuàng)科技采用的是獨創(chuàng)的消費級面陣Sensor+自主研發(fā)的ASIC芯片，在保證產(chǎn)品性能甚至超行業(yè)標準的同時，還把成本降下來了。據(jù)了解，基于此技術的激光雷達Camsense® X1垂直視野可達到30-40度，幀率達到2080Hz，為下游客戶在成本上節(jié)約了40%左右。

“激光雷達有幾種測距方式，第一種是幾何測距的視覺傳感器技術，主要通過對圖像拍照，利用基本原理進行測距，這種技術適用于慢速移動的機器人，適合在室內(nèi)中近距離測距。另一種是飛行時間的激光雷達傳感技術（TOF），適用于室外高速運動的遠距離測距。TOF距離近了反而不準。”周琨指出，“所以我們采用的是基于幾何測距的視覺傳感器技術。”

“我們的方案本質(zhì)是基于視覺傳感器，但是我們利用了激光光源，而且光源360度旋轉(zhuǎn)，所以我們也叫激光傳感器，但不同于車載領域的激光雷達靠激光發(fā)射和反射來測距，和毫米波一樣，本質(zhì)是利用電磁波原理?！彼忉屨f，“我們是利用激光光源打出一個圖案，然后攝像頭拍到這個圖案，利用幾何關系就可以把距離測算出來，這是我們消費級產(chǎn)品的定位原理，定位精度可以達到厘米級?！?

此外，Camsense歡創(chuàng)科技還有高精度定位系統(tǒng)——Camsense® M Pro，其本質(zhì)是激光光源+視覺傳感器的組合，該定位系統(tǒng)通過在周邊會布置發(fā)光源，發(fā)光源的位置都是已知的，最終利用PnP原理來測距，最終達到0.5mm級別的定位精度能力。

此系統(tǒng)主要運用在工業(yè)機器人領域，可協(xié)助客戶的產(chǎn)品研發(fā)和測試、工業(yè)檢測等，目前已在華測檢測、360、海爾、美的等實驗室落地商用。Camsense歡創(chuàng)科技成為業(yè)內(nèi)唯一一家同時具備提供激光雷達和高精度視覺追蹤系統(tǒng)的公司。

關于這個PnP原理原理，大家可以看看下面的解釋：

使用PnP原理來進行測量和定位，需要預先知道被測量物體的幾何模型，這個幾何模型掌握的越精確，定位精度就越精確。測量時，首先需要提取出被測量物體上至少4個不共面的interesting point，然后可以根據(jù)這幾個point之間的幾何模型約束，從而唯一反解出物體的空間位置、姿態(tài)以及幾何尺寸。

基于單幀的單目空間測量與定位

由于基于單幀的單目測量需要預先知道被測量物體的幾何模型，從而在計算過程中可以引入約束進行校驗，因此可以非常精確的測量出物體的空間位置、姿態(tài)。例如Oculus的定位系統(tǒng)，其定位精度就可以達到2-3mm，比起Sony PSVR的雙目攝像頭來講，精度提高了一個數(shù)量級。

數(shù)據(jù)顯示，2018年中國機器視覺市場規(guī)模首次超過100億元。隨著行業(yè)技術提升、產(chǎn)品應用領域更廣泛，未來機器視覺市場將進一步擴大，預計2019年市場規(guī)模將近125億元。隨著人工智能技術深入普及，機器視覺市場必將快速擴大，擁有創(chuàng)新技術的Camsense歡創(chuàng)科技也會迎來厚積薄發(fā)式的快速成長！

今日長纓在手，必定縛住蒼龍！