安保机器人守护智慧城市

用机器警长代替人力夜间巡逻，一旦机器警长发现异常情况可反馈至监控中心报警，再由出警人员介入，报警期间机器警长独有的追踪能力，可一直追踪可疑人员，为出警人员争取宝贵的时间。随着春运期间客流走高，按片划分的清站方式并不能完全保证站区的安全稳定。这就是两年前郑州东站引进的“E巡机器警长”。如今，这款安保机器人向着智慧城市中的各场景逐步落地应用。

应运社会发展而生的安保机器人

2018年1月，国家统计局发布最新人口数据，我国2017年比2016年出生人口减少了63万人，在网络上引发热议。随着人口红利耗尽，越来越多行业将遭受冲击，严重依赖人力的安保行业更是首当其冲。

相关统计显示，目前我国安保市场存在高达112万的人力缺口，而且大部分安保从业人员文化水平和专业素养不高，初中文化水平的从业人员占比高达60%。企业遭受着人员招聘困难、培训成本高昂、工作质量难以保证等痛点的多重夹击。

另一方面，传统安防以“人防+物防”的模式为主，业务数据化困难、建设运行成本高，已难以满足当下社会快速发展的智能化需求。安防企业亟需寻找新的业务增长点。

在此背景下，随着机器人相关的各项技术趋于成熟，安保机器人成了安防企业和用人企业破局的共同选择。

大道智创正是一家致力于智能安保机器人研发的高新技术企业。创始人赵信宇从大学毕业之后就一直梦想着做一款真正实用的机器人。2015年，赵信宇联合几个同学和校友，共同组建了大道智创的核心技术团队。

从成立之初，大道智创就拥有了一支技术实力非常深厚的团队。大道智创CTO邢志伟是哈尔滨工业大学博士，曾任职于NVDIA深圳公司并负责领导多项消费级显卡、工作站级显卡、TEGRA智能手机平板项目的软硬件设计开发及多项图像处理算法的开发；联合创始人龙建睿，伊利诺伊理工大学博士，研究方向主要为信号与系统、自适应滤波、非线性系统辨识与控制、统计信号处理及其 在生物医学与机器人系统中的应用。联合创始人魏伟，哈尔滨工业大学博士，曾在凯斯西储大学访问学习，研究方向主要为非线性系统控制、风力机系统变速控制、医疗手术机器人伺服控制系统。

随着全国首款“机器警长”—— E巡在郑州东站正式上岗，大道智创这家 年轻的企业开始被人们认识。

前沿技术：视觉SLAM

对于一款自主移动机器人来说，导航系统是决定成败的关键。产品研发阶段，摆在赵信宇面前的有两个选择：一是理论比较成熟，产品落地也更加丰富的激光SLAM，二是适用于复杂动态场景，但对计算性能和算法要求都更高的视觉SLAM。

激光SLAM的误差模型相对简单，在算法上门槛更低，部分开源算法甚至已经被纳入ROS系统成为了标配，是当时移动机器人企业的普遍选择。

激光雷达的距离测量也比较准确，能够在强光直射以外的环境中稳定运行。不过，依据所使用的激光雷达的档次，激光SLAM的应用场景被分为泾渭分明的室内应用和室外应用。激光雷达分为许多档次，昂贵的室外远距离多线雷达动辄成本高达数十万元，室外常用的高端中远距离平面雷达成本也需数万元不等。

早期的视觉SLAM基于滤波理论，其非线性的误差模型和巨大的计算量成为了它实用落地的障碍。但近年来，随着具有稀疏性的非线性优化理论(Bundle Adjustment)以及相机技术、计算性能的进步，视觉SLAM的优势慢慢凸显出来。

视觉SLAM的好处在于它可以利用丰富纹理的信息，这带来了重定位、场景分类上无可比拟的巨大优势。而且，视觉信息可以较为容易的地用来跟踪和预测场景中的动态目标，如行人、车辆等，对于在复杂动态场景中的应用这是至关重要的。另外，和激光SLAM相比，视觉SLAM的成本要低得多，这对于产品的商业化落地无疑是一项巨大的优势。

不过，视觉SLAM毕竟是一项前沿技术，门槛要高得多。基于非线性优化的地图构建是非常复杂和耗时的计算问题；在实际环境中优化和改进现有的视觉SLAM框架，比如加入光照模型、使用深度学习提取的特征点，以及使用单双目及多目融合视角等技术，也是非常困难同时又得不面对的问题。

选择视觉SLAM就意味着更高的前期投入，很多初创团队都难以承受，但经过一番深思熟虑之后，赵信宇还是决定啃下这块硬骨头。一方面，“安保机器人不可能待在办公室里巡逻，它必须适用于室外的复杂大场景”，视觉SLAM无论在技术还是成本上都有着巨大的优势。另一方面，他对自己团队的技术实力也非常有信心。

向智慧城市的各场景延伸

经过长达一年时间艰苦卓绝的技术研发，大道智创终于推出了自己的首款产品——“e巡”机器警长。“e巡”机器警长整机高1.6米、底盘直径80公分、体重80公斤，配备4路1080P高清夜视摄像头360度实时全景监控，同时融合热成像系统、超声波阵列、红外阵列、TOF深度相机和平面激光雷达多传感器采集环境信息。

2017年2月，“e巡”机器警长正式在郑州高铁站落地应用。它不仅可以实现清站工作，还可以全天候自主巡逻，抓取并识别旅客的面部信息，与公安系统黑名单进行比对，协助民警抓捕逃犯。

大道智创是国内第一家采用视觉SLAM方案的安防机器人公司，而且其成本不到同行的一半。

该公司并没有急着将“e巡”机器警长推向市场，而是找了二十多家有潜在应用意愿的客户，让他们免费试用。免费试用的目的，一是测试机器人系统的稳定性；二是挖掘客户的潜在需求。

不同行业的安防需求差异巨大，比如核电站需要在安保机器人中加入核辐射检测功能，商场则希望他们的安保机器人能够在白天“兼职”迎宾导购员。有些需求是原来客户自己都不知道的，大道智创希望在免费试用的过程中慢慢将它挖掘出来。

“e巡”机器警长本质上是一个具有自主移动能力的平台，上面可以搭载各种功能模块，实现功能的定制化。赵信宇并不打算将所有的客户需求一股脑塞进“e巡”机器警长，而是希望先做好几种常见功能服务好一部分客户。

经过长达八个月的产品打磨，“e巡”机器警长已经渐趋成熟，不过在创始人赵信宇心中它还不是一款完美的产品。“可能别家的产品所有项目都做到了70分，我们有些项目做到了90分，但有些项目只有60分”，赵信宇说道。

这跟大道智创的团队基因密不可分，大道智创以哈尔滨工业大学和美国伊利诺伊理工大学的硕博团队为基础组建，大家的强项在于视觉SLAM算法，用户交互界面的开发方面则相对欠缺。

与智能手机不同，安保机器人是一个非常复杂的系统。如果交互界面优化不够，用户用起来就会非常吃力。大道智创早期集中精力在打造机器人的自主移动能力，如今产品逐渐走向市场，交互界面这块短板自然也要补齐。目前，大道智创正在不断扩充技术团队，努力让“e巡”机器警长更加全面均衡。

据大道智创介绍，目前市面上绝大多数安保机器人采用的还是激光SLAM方案，和“e巡”机器警长相比在价格上毫无竞争力。未来随着“e巡”机器警长大规模量产，成本还有望进一步降低。少部分厂商虽然也在研究视觉SLAM，但目前还只能做到室内小场景的自主导航。

在体验相近的前提下，更低的成本意味着“e巡”机器警长可以渗透到更多的场景。目前，大道智创已经布局了核电、住宅、交通、军用、警用等多个领域。大道智创还将进一步继续深化场景，进入校园市场。学校是一个非常庞大的市场，全国的大中小学包括幼儿园有55万所。最近几年，校园发生的不安全事件，让老师和家长对孩子的安全越来越重视。“我们产品价格已经降到了学校可以接受的程度，但其他产品还达不到，这对我们来说是一个巨大的机会。”大道智创方面表示，他们2018年计划率先布局初中、高中等封闭式的校园场景。随着产品逐步落地，未来还将渗透到更多场景。

“e巡”机器警长将成为智慧城市的一支守护力量。