如何給機器人打造一雙在任何環境下自主定位導航的“眼睛”？

基礎創新是一個漫長的賽道， 不過對于硅谷連續創業家龐琳勇博士（Leo）來說，他早已習慣?！靶∫捴悄苁俏业牡谌覄摌I公司，我的第二家公司從成立到最后被收購做了10年。這沒什么奇怪的，賺快錢的公司很難有壁壘的?！饼嬃沼乱院茏匀坏恼Z氣回答。

畢業于美國斯坦福大學，擁有機械工程博士和計算機科學碩士（機器人視覺專業）的雙學位，并曾在中國科技大學師從光學測量泰斗伍小平院士，龐琳勇在立體視覺領域深耕多年并有多項研究成果。AI 時代的到來，讓他在自己擅長的領域看到了一個前所未有的剛需市場。

“每一次技術浪潮都會產生新的基礎建設需求。PC 時代，英特爾和微軟壟斷了 CPU 和操作系統；移動互聯網時代，ARM 攬括芯片，iOS 和安卓承包了操作系統；AI 時代的來臨，你會發現無論是機器人還是自動駕駛汽車，甚至 VR 和 AR 的應用，其共性特點是動起來了?！痹诹沼驴磥?，AI 時代高度強調“動”，而事物要運動，必須要有一雙認路和看得出距離的“人眼”——這便是他的專長。

2014 年，旨在讓機器人動起來的小覓智能（MYNT AI）在硅谷成立了。其成員主要來自百度、三星、諾基亞、摩托羅拉等。

小覓智能專注立體視覺技術整體解決方案，是行業領先的視覺定位導航 VPS（Visual Positioning System）核心技術提供商。VPS 核心技術包括自主研發的雙目結構光深度慣導相機、 視覺里程計 VIO（Visual-Inertial Odometry）技術、 VSLAM（Visual Simultaneous Localization And Mapping） 技術、自動駕駛、3D 識別/測量技術等。據龐琳勇介紹，小覓智能提供三個維度的產品，一是基礎層：各種各樣的雙目深度攝像頭硬件；二是自動導航的底座，也就是雙目攝像頭加上 SLAM 的算法，企業可以在上面開發自己的機器人；第三層是針對不同的行業做的定位導航定制方案，如服務機器人，掃地機機器人、汽車輔助駕駛 ADAS 等。

簡單來說，小覓智能想給機器人和無人車（機）一雙靈敏的眼睛，幫助其自主行走。

說起機器視覺，目前最熱門、最主要的兩大類應用無非是識別和導航定位。小覓智能則是后者。和用于手機等的二維傳感器不同，深度傳感器能夠把物體的距離測量出來。目前市面上的深度相機主要分為三種：時間飛行法 TOF（Time Of Flight）、雙目、結構光。這三種方法皆有優勢和局限性。

結構光：屬于主動光類，算法容易在芯片上實現，較為成熟，圖像分辨率比較高，但測量距離較短（1～2米），容易受光照影響，不適用于室外環境；

TOF：屬于主動光類，算法容易在芯片上實現，抗干擾性能較機構光要好， 深度精度高，不過其圖像分辨率較低（測的點少）， 測量距離在5米左右，成本高；

雙目：屬于被動光類，室內外都工作，研究歷史較久，成本較低， 算法精度高，魯棒性強，測量距離可以達到100米，但計算量大，算法復雜。 因為非常依賴自然圖像特征匹配，所以不適用于昏暗環境或者過度曝光環境，另外如果被測場景本身缺乏紋理，也很難進行特征提取和匹配，如白墻。

眾所周知，機器人面臨的環境各色各異，所以，機器人需要一雙適應任何環境的“眼睛”。而上述三個方案單一的來看都有明顯的不足。那么，如何打造一款較為完美的定位導航和避障方案呢？這正是龐琳勇的初衷。小覓智能以雙目為基礎，加入結構光，采用雙目的算法，再加上位移加速傳感器，形成了一套全新的完整的軟硬件一體化傳感器方案。

“測量距離幾十米，深度精度達到厘米級，同時反應速度又很快，可以適應室內室外工作，在三種傳感器中，只有應用自然光的雙目比較理想。但是雙目也有自身的局限，它遇到室內白墻，無法找到特征點，所以也就沒法匹配左右目的相同的特征點，其精度就會下降。而利用結構光打紅外斑點到白墻上，相當于形成了圖案，即可輔助雙目分辨?！饼嬃沼路浅I地解釋了結構光和雙目的結合點。

“我們的定位導航方案就像人眼，看了周圍就可以知道自己的相對位置?！饼嬃沼陆忉尩?， “小覓智能其實在賦予機器人三維度空間感知的能力。這主要體現在兩個方面：定位導航和立體避障。首先，雙目攝像頭硬件需要測量機器人和各參照物的距離，然后用算法算出具體位置，這是定位導航。至于避障，以前的機器人，基本是靠超聲避障。但超聲只知道前面有東西，卻不知道這個東西離你有多遠，寬度多少，高度多少?！饼嬃沼陆忉尩?，“機器人避障一定要知道障礙物的精確位置以及大小，而傳統超聲方案無法解決這些問題，視覺深度傳感器則完美地解決了這一問題，所以很快成為機器人立體避障的標配?！背酥猓∫捴悄芾靡曈X傳感和位移加速傳感互補形成了一個更加全面的深度傳感器。“視覺對轉動不太敏感，但是加速度傳感器可以測出轉動的加速度，相當于是將不同渠道收集到的信號融合在一起，保證了信息精確?！彼f。

關于機器人自主導航定位的方案，我們比較熟悉的有思嵐科技，其利用了視覺傳感+激光雷達的方式。多傳感融合會增加其魯棒性，但激光雷達的使用大大增加了成本。龐琳勇希望用視覺傳感就可以讓機器人實現定位導航和避障， 實現低成本，易量產。而關于機器人的雙目軟硬件一體的研究，此前都主要存在于大學實驗室里，真正應用到工業級場景的還沒有。值得一提的是，小覓智能強實力的團隊一直致力于將這個技術應用帶出象牙塔。

針對不同行業機器人的不同需求，小覓已經推出了兩版雙目結構光深度慣導攝像頭：標準版和深度版。據龐琳勇介紹，標準版是雙目+結構光+位移加速傳感器，后面的算法是在主機上的 CPU 或 GPU 進行的。深度版本則是在標準版的基礎上加了專有芯片模塊，可以直接運算，不用耗費主機上的運算資源。

“我們現在的商業模式主要是從深度攝像頭、到導航模塊、再到針對不同行業和場景的機器人定位導航和避障的解決方案。小覓攝像頭有標桿型客戶，定位導航底盤得到了合作伙伴英偉達的推薦，業界的第一個雙目掃地機方案完成，至于服務機器人方案，我們現在正和一家公司在合作一個很特殊的場景，而且已經拿到幾千臺的這個場景的機器人的訂單了?！饼嬃沼峦嘎?。

接下來，龐琳勇透露，小覓智能在汽車輔助駕駛 ADAS 領域還可以大展拳腳。ADAS 輔助駕駛市場目前以單目攝像頭居多，以色列公司 Mobileye 占據了市場份額的半壁江山。不過，龐琳勇表示單目攝像頭有一個缺點：無法直接測距離，首先它要判斷出來前面是輛車，然后根據車牌的大小來反推距離。這兩個過程都容易出問題，如假如它沒有識別出車就無法測距離?！岸p目不需要做判斷，可以直接算出來距離，減少失誤，所以雙目肯定是一個趨勢?！彼f。

作為一個在底層創新深耕較久的人，龐琳勇已經有自己的一套創業看法。他認為，一些基礎的創新需要團隊做好多年，這些時間與精力鑄就了一個企業的壁壘?！本拖裎覀冏龅倪@個事情，別人不是想做就能做，他也需要花很多年的時間。而且很有可能做的產品和客戶想要的差的很遠?！彼硎?，找準需求市場也是必備課程。

“機器人移動和無人車肯定需要知道自己在什么地方，在走過程中別撞上東西，這是一個普遍的需求，而且這個需求是以前沒有的。所以做這個肯定不會錯?！饼嬃沼乱恢睂C器人自主導航的市場充滿了信心。小覓智能，2014 年剛成立時時只有 5 個人的創始團隊，在冬天沒有暖氣的無錫哆嗦著編程，2016 年 1 月其推出的搭載小覓雙目的小覓機器人在 CES 上獲得高度關注，而后，其將戰略轉變為提供解決方案。這一路，小覓智能的每個腳印都非常清晰。

目前，小覓智能已經完成了來自樂搏資本的天使輪融資、以及真格基金的 Pre-A 輪和來自成識資本、申通董事長陳德軍、觸控科技、優客工場和中關村國際控股的 A 輪融資，累計融資近億元。