10月18日,由億歐公司、EqualOcean主辦,粵港澳大灣區研究院(廣外)、四方網盈聯合主辦的“2019大灣區科創峰會-機智·機器人商業應用論壇”成功舉辦。本次論壇聚焦新技術背景下的機器人商業應用,以核心技術為切入點,探索未來場景驅動下,機器人產業發展新機遇。
論壇當日,歡創科技創始人兼CEO周琨帶來了“核心零部件,機器人騰飛的翅膀”的主題演講,向現場觀眾分享了歡創科技在核心零部件研發道路的心得。周琨表示,機器人零部件不像生產燈泡或者螺絲,在這個沒有標準的新興行業,大家都在摸著石頭過河。
今天我將為大家分享歡創科技在核心零部件這條道路的心得。
首先簡單介紹一下我們公司,歡創科技是一家致力于做視覺傳感器的公司,研發的產品主要集中在機器人、工業檢測以及手術導航領域。我們目前已經是國內服務機器人領域激光雷達的主流供應商,客戶包括國內最大的機器人方案商和國內兩家知名的ODM廠商,以及360、飛科、聯想等品牌客戶。
過去兩三年,服務機器人特別是掃地機器人的發展速度非常快,技術的創新和革命,帶給用戶體驗的上升和成本的下降。因此,我們可以看到:無論是在美國還是在中國的上市公司,都對外發布了很好的“業績單“。
機器人行業發展的三個核心技術包括:神經系統、感知網絡、運動系統,考驗的是機器人不同的能力。神經系統主要是判斷機器人是否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據技術;感知系統,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,則需要借助雷達等技術。
這三個技術都非常關鍵,但感知網絡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:自動駕駛領域的蓬勃發展,帶動了傳感器的飛速發展。傳感器可以發揮作用和優勢,我們的產品也主要集中在這個領域。從感知來看,人類獲取信息的來源是眼睛,機器人也不例外,因此機器人要看到世界,就要做到兩件事。
第一,自主移動,也就是自主導航。
第二,學會避障,知道前面有什么障礙物并及時避開。
機器人最開始出現在十幾年前,到2002年行業發展出現了停滯階段,主要是因為沒有實用技術的突破帶動用戶體驗上升,導致行業發展進程非常緩慢。2010年,美國的一家公司Neato率先把激光雷達嵌入到掃地機器人中,使這個行業出現了拐點。但由于當時激光雷達是第一次運用在掃地機器人里,成本和價格都很高,因此售價非常高,消費群體就明顯被受限。
其次,產品質量不成熟,掃地機器人沒有達到預期效果。通過財報,我們可以看得很清楚,2016年小米旗下的公司把激光雷達產品做到真正的平民化,從那以后行業發展則加速前進,由此整個行業的發展迎來了明顯的拐點。現在的激光雷達效果確實非常好,而且價格相對低廉,消費者可以接受。
作為導航的關鍵零部件,其發展趨勢是什么?其實從2017年起,行業就有兩種路線之爭,一種認為機器視覺是主流,另一種認為激光雷達是主流。
這兩種流派各有千秋,但隨著時間的推移,掃地機器人配備更多的傳感器,其中激光雷達是標配。激光雷達定位導航的效率非常高,用戶體驗非常好,測距非常精準,無論是白天還是黑夜都能夠工作,在建模導航方面沒有任何傳感器能比得過它,由此激光雷達的市場占有率越來越高。如果配合視覺傳感器可以做得更完美,在未來的兩三年勢必會呈現激光雷達和機器視覺融合的趨勢。
但激光雷達面臨著兩個問題。第一成本比較高,我記得幾年前我進入這個領域,一個客戶告訴我,激光雷達產品占了機器人成本20%多以上,是單一零部件中價格最高的,在他們看來激光雷達只能做高端產品,很難下沉到中低端產品,這是行業的第一大痛點。
第二,作為自主移動的核心零部件,需要在機器人的場景當中不斷地運動碰撞,壽命和質量也是令人關注的問題。如何把產品做到價格便宜、成本低又可以保證質量,這是行業必須面臨的巨大的挑戰和痛點。我們的方案在技術和創新這兩方面取得了優勢。
技術方案顯現,激光雷達到底行不行?在雷達領域,有幾種技術方式來實現激光測距,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,適合在室內中近距離測距。另一種是飛行時間的激光雷達傳感技術,適用于室外高速運動的遠距離測距。
我們進入這個行業時,看到了兩種技術方案。
第一,工業級的線性圖像傳感器方案。現在市面上掃地機器人用的激光雷達,基本上走的都是這個路線,這是學習美國Neato的產品方案做的,只是傳感器的品牌不一樣。
這種傳感器方案的成本比較高,因為傳感器也是芯片,也就是半導體,成本取決于一個因素—“量”,如果量不大成本一定高。工業級的量不大,因此如何降低成本是一個很大的問題。其次,線性圖像傳感器的采購成本比較高,光學調校難度比較大。第三,線性圖像傳感器的市場很小但又容易損壞,售后成本比較高。
第二,用TOF方案來做近距離測距。這種技術方案的效果并不好,沒有達到我們期望的效果。當時大家就質疑:激光雷達產品到底行不行?可不可以做到價格便宜質量又好?
看到這些問題后,歡創科技在2017年開始研發產品并致力于創新。
首先,歡創科技采用面陣式消費級Sensor芯片+自主研發圖像處理ASIC芯片的技術路線,可以避免使用成本高昂的通用FPGA芯片,通過這次創新,我們建立了相對的行業壁壘,由此我們成為了市面上唯一一家量產面陣式Sensor結構光測距方法的公司。
目前,很多客戶要將芯片出口海外,要求能出具產品不侵犯第三方公司知識產權的擔保,我們公司是業內唯一一家敢給客戶做擔保的企業,如果由于專利問題導致索賠,所有的風險我們承擔。
能做到知識產權擔保并不容易。歡創科技是依托于清華的公司,從量產的商品到大批量出貨的商品,我們踩過很多坑,因為很多問題要做好還有很多困難。
第一,行業沒有標準。不像燈泡和螺絲,有一個行業標準。激光雷達是一個很新的行業,所有人都不知道出貨應該符合什么標準,比如激光雷達可以承受的高度跌落是多少,耐高溫和低溫的范圍是什么,沒有人知道這個標準該怎么定,大家都在摸著石頭過河進行探索。
第二,精度要求高。因為我們做的是精密的光學元件,有很多精度要求超乎我們的想象,包括結構穩定性、耐高溫、耐振動、長時間運動能力、抗干擾能力等。
從研發的實驗室到工廠車間,我們做過了上萬臺激光雷達的實驗,用于實驗的這些雷達最后要報廢的,不能出貨給客戶,另外,還包括建立自動化生產設備等,這個投資是非常大的。秉承科研精神,歡創科技還研發了高精度的定位系統Camsense M Pro,定位精度可到達0.5mm級,由于產品具有高精度視覺追蹤定位能力,成為業內唯一一家同時具備提供激光雷達和高精度視覺追蹤系統的公司,現在海爾、美的、360,華測的機器人實驗室都裝載了我們的這個系統,為他們的掃地機器人研發提供精準的定位數據。
我的分享就到這里,謝謝大家!