高仙机器人全场景移动技术及商用落地

程昊天　陈军

随着机器人行业的不断发展，人们对机器人的期待也越来越高。仅仅在小场景的特定环境中移动已经不能满足对机器人的需求，而是要让机器人能够进行全场景的移动。在2018雷克大会上，高仙机器人创始人兼CEO程昊天和产品总监陈军介绍了其全场景移动技术SLAM2.0。同时，高仙机器人寻求在技术和商业落地之间形成闭环，使技术发展与商业落地相互促进。

机器人全场景移动技术

高仙机器人成立于2013年，致力于机器人全场景移动技术。随着行业的发展，机器人产品对技术的要求越来越高，并且对全场景移动的能力要求越来越高。全场景移动是指机器人移动能够通用地适应并解决室内、室外、上下楼等一系列各式各样的场景，而不是仅局限于特定的小场景。高仙机器人推出的SLAM2.0是针对机器人全场景移动的具有行业革新性的技术，在建图的面积以及其他标志性的技术参数上具有行业领先的水准。

机器人全场景移动技术，即SLAM2.0，包括三个方面：

1. 语义SLAM

传统的SLAM所生成的都是深层的点云，而点云不具备任何实际的语义信息。未来机器人更需要在点云的基础上获得更多对环境的感知能力。除了点云之外，会识别一些门、窗及一些固定的障碍物或者固定的一些特征，以此帮助提升SLAM的能力。从这个逻辑上来说，语义SLAM也能给机器人性能带来很大的提升。例如，以前的送餐机器人通过在每个餐桌前标有一个特殊的颜色，每一个餐桌前面标一个坐标，从而将机器人送到餐桌前面。这里面存在一个问题：如果桌子移动了，这个坐标是不会动的，最后机器人就停在了坐标而非桌子前面。通过这个语义SLAM则可以识别桌子的移动。当桌子移动的时候，它能够相应地进行一些调整和适应，最终实现送到餐桌前的目标。

2. 结合激光和视觉的深度感知

深度的感知力，即机器人对周边环境的感知能力。通过融合激光雷达和深度摄像头等多种传感器，机器人可以更加深度地感知周围的环境。以前总是争论某一个机器人到底是使用激光为主还是视觉为主。很多公司在成立时，要用视觉SLAM去取代这个激光，因为激光传感器价格高昂。但近几年，在越来越多的国内企业出现以后，激光传感器整个行业的成本由万元级下降到千元级。同时，由于未来3-5年内机械激光雷达向固态方向发展的趋势，其价格会呈现进一步的下降。此时就是激光和视觉相结合形成SLAM的解决方案，而不是单独使用激光或视觉。

3. 导航与运动控制

服务机器人与工业机器人最大的不同就是需要在人口密集的商用情况下，没有任何辅助设施，能够做到安全并且可靠的路径规划。高仙研发的四维机器人导航与运动控制算法可以应对复杂的动态环境。机器人可以自主躲避障碍物，自主移动。

从机器人底层技术到商用落地的闭环

在技术和商业落地之间寻求形成闭环，即通过技术的发展促进在商业上的落地，同时更多的商业落地的案例也反过来帮助收集更多的数据去完善技术本身。这是一个良性的循环。

我们认为，2018年是服务机器人爆发的元年。“强移动、弱交互”的机器人会在未来几年迅速增长。其原因一部分是因为底层技术更加成熟，供应链更加完善。随着行业的发展，很多不具备核心技术而只是追随热点的公司已经被市场淘汰。有更加明确的商业模式和自己核心技术的公司生存下来。同时，更多大的公司也在进入这个领域。所以，经过多年的市场培育，在2018年整个行业到了从零到一的阶段。

不是所有的机器人形态都会出现爆发性的增长，其重要原因就在于底层技术。机器人有三个重要技术：自主移动、机器视觉和自然语言理解。目前，对自然语言理解更成熟的应用落在机器人客服，包括手机siri、智能音箱这些领域。但是针对服务机器人，尤其是在商用环境的交互，自然語言理解仍处于非常初期的阶段，还没有任何大规模的落地。机器人视觉也是一样，机器人视觉在安防领域做得风声水起，但是在服务机器人领域，包括人机交互、人的姿态、语义、识别等，都处于比较基础的阶段。相比之下，自主移动SLAM这一项是目前最成熟的，且能够真正实现规模化商业落地的一个细分领域。

根据不同的场景（室内或室外以及低速或高速），将广义的SLAM这个技术拆分成狭义的SLAM（即定位导航）、对环境的感知、路径规划和运动控制，针对不同的应用场景，各个细分技术领域的难度也不同。在各种细分场景中，目前最成熟的机器人是家用扫地机器人。预测到2018年年底市场上带自主导航功能的家用扫地机器人出货量将会达到上百万台的规模。“强移动、弱交互”机器人是指以移动为主的机器人，交互技术对其并非特别重要，比如物流、环卫、清洁、安防机器人，迎宾接待机器人是一个例外。

高仙的商业模式主要有两个部分：第一，提供核心的解决方案，即SLAM的解决方案，为机器人赋予自主移动的能力。第二，在清洁的业务线上做整机，做完整的自己的品牌。其外壳、结构和内部的软件算法都是自主研发的。

以前做服务机器人的时候，没有很好的上下游配套，产品的零部件只有工业级和消费级两种选择。随着近几年的发展，越来越多的上下游厂商开始出现对机器人有针对性的产品，比如摄像头、声控摄像头等。传感器和零部件的供应商往往会先找到我们为企业提供解决方案，咨询传感器需要提供什么以更好地满足机器人的需求。同时，反过来，我们在提供解决方案的时候，也会根据应用场景、价位等因素为下游客户提供一整套解决方案。

高仙机器人的解决方案包括自主定位导航系统（在激光雷达方面，根据预算和场景需求，提供国产激光雷达和进口激光雷达两种选择）、公版加工图纸（包括机器人的底盘、舱门、整体的加工图纸）、机器人BOM清单（包括轮毂电机、激光雷达、超声波传感器和电池）、上层APP（针对酒店配送机器人，有递送货物、引领带路和一键巡游的功能）和后台数据库，输出核心技术和整体的解决方案给下游的整机厂商客户。

这种解决方案目前已经有实际落地的案例。高仙机器人与深圳安泽智能工程公司进行合作，针对其酒店配送机器人市场，提供上述整套机器人解决方案，而安泽智能工程基于该方案进行终端产品的二次开发。高仙机器人通过与更多整机厂商的合作，以期进一步拓展机器人行业市场。

（本文根据“2018雷克大会”现场速记整理而成，未经演讲人审阅。）