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「史丹福」:让扫地机器人都搭载先进的双目视觉系统

2020-11-21 11:12:00来源:

“我们的目标是为机器人提供智慧的双眼,这不只能为消费级市场提供产品,在工业、科研甚至航空航天领域都会促成移动机器人的革命”史丹福机器人(以下简称“史丹福”)创始人庞琳勇博士对创业邦说道。

史丹福是一家十分年轻的公司,今年才正式成立,但却在机器人立体视觉技术方面有着深厚的技术积累。史丹福创始人庞琳勇毕业于中国科技大学光学测量专业,同时拥有美国斯坦福大学机械工程博士和计算机硕士双学位,并有两次创业经历。

CTO张国铉博士是全球视觉定位导航VSLAM知名技术专家和创业者,拥有韩国汉阳大学博士学位及普林斯顿大学等三所名校的博士后学位,曾任在美国Rainbow机器人公司担任VSALM技术首席科学家。工程VP胥锐毕业于中科大精密机械和精密仪器系,拥有18年相关领域的研发和管理经验。CFO和COO王齐则是美国加州大学尔湾分校的MBA,在美国有投行经验。

庞琳勇告诉创业邦:“我和我的团队有着非常雄厚的机器人视觉、导航领域的技术实力,同时我们也想将我们的技术更快更好地落地,服务于市场。”

立体视觉技术几乎可以适用于任何一种机器人产品形态。在智能化、无人化的发展方向已经渗透在了各个领域的今天,视觉技术所带来的高集成度和高感知能力,可以使机器人产品拥有更强大的自主执行能力和更好的交互性,选择怎样的细分领域来切入市场是庞琳勇要考虑的。

经过多年的摸索和不断地试错,庞琳勇最终专注在了家庭扫地机器人市场。

扫地机器人不同于其他的家庭清扫工具,它是一个自动清扫的机器人,其最大的优势就是具有智能化,可以实现自主清扫和归位。我国的扫地机器人市场兴起较晚,但发展较为迅速。

根据Euromonitor发布数据,2014年我国扫地机器人零售量和零售额分别为141万台和22亿元,2019年扫地机器人零售量和零售额分别达到544万台和80亿元。在2016-2018年这段期间我国扫地机器人市场迎来了一波高速增长,到了2019年增速有所放缓,根据奥维云网的数据显示,2019年1月至11月,国内扫地机器人零售规模同比增长仅1.84%,线上零售量更是同比减少了0.6%。

但增速放缓并不代表市场萎缩,主要是目前扫地机的体验还没达到用户的预期。近两年扫地机器人市场也聚集了大量的品牌。除了科沃斯等巨头品牌,海尔、飞利浦等老牌家电品牌以及小米等互联网企业也在布局扫地机器人的业务,市场竞争愈发激烈。有关数据显示,扫地机器人是目前市场上移动机器人产品中最大的单品,预计到2026年将达到189亿美元的全球市场规模。

“扫地机器人正在成为一个巨大的刚需市场。现在大家基本完全依靠洗衣机来洗衣服,扫地这件事也会发生同样的变化。”庞琳勇谈到“现在扫地机器人一年的全球出货量是两三千万台,这个市场还有至少10倍的成长空间,关键是能不能让扫地机器人变得像人清扫一样智能,每次都能完成清扫,不需要人干预,并且物美价廉。”

一个需要被注意到的问题是:目前市场上的扫地机器人通常没有三维感知能力。

目前市场上高端的扫地机器人一般会配有激光导航模块或单目摄像头的视觉导航系统,但这种技术只能解决机器人的定位导航的需求,而无法实现对空间的立体感知和智能避障。庞琳勇告诉创业邦:“单线激光导航和单目摄像头导航更像是将机器人的工作环境平面化,利用建立的平面地图指导机器人完成工作。”

这种技术的弊端十分明显,由于无法感知机体上方和下方的空间环境,也不能识别物体的距离,这类机器人在工作时经常会在沙发、床、橱柜底下被矮缝卡住。现有的技术选项都不能完成精准三维避障:单线激光只扫描了一个平面;单目摄像头没有深度信息,做物体识别需要很大的算力,而且总有不能识别的物体;超声传感器只能感知前方有物体,但无法精确地测量物体的三维尺寸。

具有空间感知能力的高性价比的三维视觉传感器是目前所有扫地机器人都需要增加的,不管是采用单线激光雷达还是单目导航的厂商,都需要增加3D视觉传感器来解决三维避障问题。

3D视觉传感器目前有双目、结构光、ToF三大技术路线。结构光和双目都属于基于三角关系计算深度的技术,ToF则因为其模块非常小,因此在手机市场找到了应用场。庞琳勇对创业邦说:“双目的好处是室内外不同光线下都可以用,缺点是计算量大,全黑的环境下不工作。”

“我们史丹福自研的双目3D视觉激光雷达不但实现了传统双目的三维视觉功能,又实现了激光雷达在全黑环境下的精准测距功能,同时通过其独有的革命性算法将双目计算深度的算力降低了数十倍,使得以前需要专用芯片的深度计算在一个低成本,低功耗的ARM芯片上就完成了。”庞琳勇向创业邦表示。

通过对双目3D视觉激光雷达采集的信息进行运算处理,史丹福双目视觉系统可以精准的分辨空间物体的距离、高度、相对位置等物理特征,同时建立地图和定位,这使其可以利用单个传感模组完成建立地图、机体定位、导航、三维避障、防跌落、沿墙运行、自主归位充电等功能,实现了现有扫地机十几个传感器所实现的功能,外加了三维避障,对传统扫地机器人所搭载的激光导航或单目视觉系统,以及其他大量传感器进行了代替,硬件成本只有现有传感器的1/10,而且这套系统在黑暗和完全无光的环境下也能正常地工作。

庞琳勇对创业邦说:“最简单的一点就是,搭载我们双目3D视觉激光雷达系统的扫地机器人可以自行判断哪些缝我是可以钻的哪些是不能钻的,而不是被卡住。”

精简化的代替和硬件成本的降低无论对扫地机器人制造商还是终端用户都是十分有益的。对终端用户来说,产品元器件的减少最直接的体现就是售价降低;对于制造商而言,史丹福双目视觉系统省去了大量的连线,使得集成变得简单,可靠性也会提升。此外,多功能的导航模块所节省的成本及机体空间,也会促进扫地机器人甚至移动机器人拓展更多的功能。

史丹福不是一家单纯的双目模组供应商,其商业模式类似于手机行业的联发科,是给扫地机器人制造商提供基于其双目3D视觉激光雷达系统的全套交钥匙方案。“让每一家会做吸尘器的工厂都能出产扫地机器人”,庞琳勇表示,预计今年年底将完成与第一家扫地机器人制造商的产品可以进入量产阶段,明年拓展到四家,销售额上亿,并实现盈利。

人员方面,史丹福目前拥有员工数十人,几乎均为技术研发人员。融资方面,史丹福正在推进企业的第一轮融资计划,庞琳勇表示进行融资主要是为扫地机器人的量产做准备,包括产品的标准测试及与扫地机器人制造商的合作推广。

本文文章图片来源于史丹福机器人,经授权使用。本文为创业邦原创,未经授权不得转载,否则创业邦将保留向其追究法律责任的权利。如需转载或有任何疑问,请联系editor@cyzone.cn。

来源:金融界

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