今年8月，雷鋒網(wǎng)將在深圳舉辦一場(chǎng)盛況空前，且有全球影響力的人工智能與機(jī)器人峰會(huì)（CCF-GAIR）。屆時(shí)雷鋒網(wǎng)將發(fā)布“人工智能&機(jī)器人Top25創(chuàng)新企業(yè)榜”榜單。目前，我們正在拜訪人工智能、機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)公司，從中篩選最終入選榜單的公司名單。如果你也想加入我們的榜單之中，請(qǐng)聯(lián)系：2020@leiphone.com。

陳士凱：上海思嵐科技有限公司（SLAMTEC）CEO,08年畢業(yè)于上海交通大學(xué)，畢業(yè)后在微軟亞洲研究院（MSRA）實(shí)習(xí)。后來在英特爾亞太研發(fā)有限公司軟件與服務(wù)事業(yè)部（SSG）擔(dān)任軟件工程師，11年進(jìn)入盛大創(chuàng)新院。之后在RoboPeak一支機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上創(chuàng)辦了Slamtec。 

提到SLAM就會(huì)想到SLAMRTEC的思嵐科技是一家提供消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品領(lǐng)域的高性能機(jī)器人定位導(dǎo)航解決方案及相關(guān)核心傳感器的公司。主要產(chǎn)品有低成本360度激光掃描測(cè)距雷達(dá)(RPLIDAR)、基于激光的模塊化自主定位導(dǎo)航解決方案（SLAMWARE）與適于商業(yè)環(huán)境的通用型服務(wù)機(jī)器人平臺(tái)（ZEUS）。此前雷鋒網(wǎng)在《做低成本激光雷達(dá)的Slamtec，終于說出了自己的真實(shí)想法》一文中采訪過的技術(shù)宅CEO陳士凱，這次以硬創(chuàng)公開課講師的身份再次出現(xiàn)，為各位帶來了許多關(guān)于SLAM技術(shù)中涉及地圖描繪還有導(dǎo)航的干貨內(nèi)容，信息量太大，本文僅供諸位慢慢吸氧，想要獲取更多信息，關(guān)注硬創(chuàng)公開課微信號(hào)（ycopen）。

機(jī)器人對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)與人對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)有什么差異？

機(jī)器人描述環(huán)境過程主要就是靠地圖，就和人繪制地圖一樣用環(huán)境地圖來描述其當(dāng)前環(huán)境信息，并且隨著使用的算法與傳感器差異采用不同的地圖描述形式。

機(jī)器人對(duì)環(huán)境地圖的描述的方式最常見的為柵格地圖(Grid map)或者稱為Occupancy Map。這種地圖看起來和人們所認(rèn)知的地圖沒啥區(qū)別。最早由NASA的Alberto Elfes在1989年提出的，在火星探測(cè)車上就用到過，其本質(zhì)是一張位圖圖片，但其中每個(gè)“像素”則表示了實(shí)際環(huán)境中存在障礙物的概率分布。

一般來說，采用激光雷達(dá)、深度攝像頭、超聲波傳感器等可以直接測(cè)量距離數(shù)據(jù)的傳感器進(jìn)行SLAM時(shí)，可以使用該地圖。這種地圖也可以通過距離測(cè)量傳感器，超聲波（早期），激光雷達(dá)（現(xiàn)在）繪制出來。

另外用在視覺SLAM這塊用的比較多是特征點(diǎn)地圖，這種地圖記錄環(huán)境中特征點(diǎn)（或稱為關(guān)鍵點(diǎn)）的幾何空間位置。這種地圖相比柵格地圖看起來就不那么直觀了。一般通過如GPS、UWB以及攝像頭配合稀疏方式的vSLAM算法產(chǎn)生，優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量和運(yùn)算量比較小，在最早的SLAM算法中這種地圖多見。

第三種相比會(huì)更加直觀，就像衛(wèi)星地圖一樣。直接將傳感器原始數(shù)據(jù)通過簡單處理拼接的地圖 ，像這個(gè)圖是直接記錄了屋子內(nèi)天花板畫面的圖像地圖。另外，還有一種相對(duì)更加抽象的地圖形式，拓?fù)涞貓D，它只記錄所在環(huán)境拓?fù)滏溄雨P(guān)系，這類地圖一般是由前幾類地圖通過相關(guān)算法提取得到。

當(dāng)然，針對(duì)具體算法和應(yīng)用不同，還有很多其他機(jī)器人描述環(huán)境的地圖表現(xiàn)形式。他們都是為了幫助機(jī)器人解決某一系列問題而設(shè)計(jì)的?？偟膩碚f，拓?fù)涞貓D是與人類描述世界最接近的一種地圖表達(dá)方式，因?yàn)樗映橄?，更加能反?yīng)所在環(huán)境的高層次特點(diǎn)。不過這種地圖一般并不是SLAM算法所直接產(chǎn)生的，而往往是在進(jìn)行相關(guān)的后期應(yīng)用時(shí)才會(huì)用到的。比如掃地機(jī)器人要進(jìn)行房間清掃的時(shí)候，就會(huì)建立這樣的拓?fù)涞貓D：

要說特點(diǎn)和優(yōu)劣，其實(shí)要和具體應(yīng)用有關(guān)，不過總得來說，類似衛(wèi)星地圖這種直接使用傳感器(一般是圖像傳感器)所構(gòu)建的直接地圖也很少使用，因?yàn)樗男畔⑷哂喽茸畲螅瑢?duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是很大的挑戰(zhàn)，此外，機(jī)器人要從中提取出有用的數(shù)據(jù)要耗費(fèi)一番周折。

而特征點(diǎn)地圖又是另一個(gè)極端，雖然數(shù)據(jù)量少，但是它往往不能反應(yīng)所在環(huán)境的一些必須的信息，比如環(huán)境中障礙物的位置。因此這類地圖基本只能用于定位問題。而要讓機(jī)器人進(jìn)行自主壁障和路徑規(guī)劃，就必須依賴其他的地圖類型。所以目前其實(shí)vSLAM更多解決定位問題，要實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，還需要額外配置距離傳感器，如激光雷達(dá)、超聲波來完成。

而柵格地圖，或者Occupancy Map恰好是介于其中，一方面它能表示空間環(huán)境中的很多特征，機(jī)器人可以用它來進(jìn)行路徑規(guī)劃，另一方面，它又不直接記錄傳感器的原始數(shù)據(jù)，相對(duì)實(shí)現(xiàn)了空間和時(shí)間消耗的最優(yōu)。因此目前是機(jī)器人所廣泛應(yīng)用的地圖存儲(chǔ)方式。

思嵐科技的SLAMWARE系統(tǒng)內(nèi)部也采用該地圖方式。

激光雷達(dá)獲取空間的點(diǎn)云信息之后，還需要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)做哪些處理工作？目前采用激光雷達(dá)的SLAM方式有那些技術(shù)難點(diǎn)？你們是怎么做得？

激光雷達(dá)和其他雷達(dá)設(shè)備一樣，某一個(gè)時(shí)刻只能獲取它所在未知的環(huán)境信息。

這就是我們所說的點(diǎn)云，可以看到他只是所在環(huán)境中的一個(gè)部分。要通過它獲取地圖，就是配套SLAM算法所要進(jìn)行的核心過程了。這個(gè)過程其實(shí)比較多，先看一個(gè)框圖：

一個(gè)完整SLAM和導(dǎo)航系統(tǒng)的主要構(gòu)架中SLAM核心就3個(gè)步驟：第一個(gè)部分稱為預(yù)處理，也就是對(duì)激光雷達(dá)原始數(shù)據(jù)所優(yōu)化，剔除一些有問題的數(shù)據(jù)，或者進(jìn)行濾波。

隨后，要進(jìn)行一個(gè)很關(guān)鍵的部分，叫做匹配。也就是說把當(dāng)前這一個(gè)局部環(huán)境的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在已經(jīng)建立地圖上尋找到對(duì)應(yīng)的位置。

這個(gè)是ICP的點(diǎn)云匹配算法，用于實(shí)現(xiàn)匹配。說這個(gè)過程關(guān)鍵，就是因?yàn)樗暮脡?，直接影響了SLAM構(gòu)建地圖的精度。這個(gè)過程和我們玩拼圖游戲有點(diǎn)類似，就是在已經(jīng)拼好的畫面中找到相似之處，確定新的一個(gè)拼圖該放在哪里。在SLAM過程中就像這樣：

將激光雷達(dá)當(dāng)前采集的點(diǎn)云（紅色部分）匹配拼接到原有地圖中，如果不進(jìn)行匹配過程，所構(gòu)建的地圖可能就亂成一團(tuán)。

在這個(gè)部分完畢以后，就進(jìn)行地圖融合。也就是將這一輪來自激光雷達(dá)的新數(shù)據(jù)拼接到原始地圖當(dāng)中。最終完成地圖的更新。

就像這個(gè)圖一樣，這個(gè)過程是永遠(yuǎn)伴隨SLAM過程的。

數(shù)據(jù)融合和簡單的貼圖是有很大的差異的。因?yàn)閷?shí)際上傳感器描繪的世界存在一定的誤差，或者正巧在這個(gè)時(shí)間環(huán)境有了變化，例如機(jī)器人旁邊闖入了一只小貓。因此，實(shí)際要進(jìn)行的過程會(huì)更加復(fù)雜。實(shí)際實(shí)現(xiàn)上會(huì)用很多概率算法，采用濾波的方式進(jìn)行融合。將上述這個(gè)過程逐次執(zhí)行，就最終產(chǎn)生了我們看到的柵格地圖。

這個(gè)過程聽起來其實(shí)并不復(fù)雜，但是要處理好有很大難度。這里舉幾個(gè)例子，比如叫做loop closure(回環(huán))的問題。如果匹配算法不足夠優(yōu)秀，或者環(huán)境中存在很不巧的干擾，如果機(jī)器人繞著環(huán)境一圈，就會(huì)發(fā)現(xiàn)原本是應(yīng)該閉合的一個(gè)環(huán)形走廊斷開了。比如正常地圖應(yīng)該這樣：

如果處理不好，實(shí)際地圖就成這樣：

對(duì)于環(huán)境比較大的場(chǎng)景，回環(huán)問題是不得不面對(duì)的。因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)總是不完美的，即使是激光雷達(dá)這種高精度傳感器，也難免存在誤差。而回環(huán)問題的難點(diǎn)恰恰在于在一開始出現(xiàn)少許誤差的時(shí)候，并不會(huì)被發(fā)覺。一直到機(jī)器人繞著環(huán)路一圈，隨著誤差的累加，發(fā)現(xiàn)環(huán)路已經(jīng)無法閉合時(shí)，此時(shí)已經(jīng)釀成大錯(cuò)，一般很難回天。

當(dāng)然這個(gè)問題并不是無解，一個(gè)好的商用化SLAM系統(tǒng)，回環(huán)問題是否能很好的解決，就成了評(píng)判這個(gè)系統(tǒng)實(shí)力的指標(biāo)了。

這里先講了第一個(gè)難點(diǎn)，是算法層面的。其實(shí)還有很多這種坑，比如什么走廊問題。除了算法難點(diǎn)其實(shí)還有別的難點(diǎn)，SLAM要做好其實(shí)不光靠用的算法多好，尤其現(xiàn)在很多開源實(shí)現(xiàn)代表的是學(xué)術(shù)界。實(shí)際應(yīng)用有很多corner case要處理，需要傳感器、系統(tǒng)參數(shù)、其他輔助設(shè)備的聯(lián)合調(diào)優(yōu)。

一般來說，上述的SLAM過程對(duì)于運(yùn)算消耗是巨大的，雖然并沒有達(dá)到像訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)用服務(wù)器集群那種地步，但傳統(tǒng)上需要PC級(jí)別的處理器。

另外，除了配備激光雷達(dá)外，還需要機(jī)器人具有IMU、里程計(jì)來為激光雷達(dá)提供輔助數(shù)據(jù)。否則SLAM系統(tǒng)也難以得到運(yùn)行?？偟膩碚f，SLAM算法本身是一個(gè)對(duì)于外部系統(tǒng)有著多種依賴的算法。這是一個(gè)切實(shí)的工程問題。我們知道很多機(jī)器人，比如掃地機(jī)是不可能裝一個(gè)PC進(jìn)去的。因此為了讓SLAM能在這類設(shè)備里運(yùn)行，除了解決激光雷達(dá)成本外，還要對(duì)SLAM算法做出很好的優(yōu)化。

得到了有效的空間信息之后，掃地機(jī)器人是怎樣實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的？有哪幾種方式，各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？SLAM和路徑規(guī)劃之間關(guān)系是怎樣的？

掃地機(jī)的路徑規(guī)劃其實(shí)是一個(gè)比較獨(dú)立且復(fù)雜的課題，和一般機(jī)器人用的路徑規(guī)劃還不通，所以先講下SLAM與路徑規(guī)劃的關(guān)系。

實(shí)際上SLAM算法本身只是完成了機(jī)器人的定位和地圖構(gòu)建兩件事情，和我們說的導(dǎo)航定位還不是完全等價(jià)的。這里的導(dǎo)航，其實(shí)是SLAM算法做不了的。它在業(yè)內(nèi)叫做運(yùn)動(dòng)規(guī)劃(Motion Planning)。

運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是一個(gè)很大的概念，從機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)、到飛行器的飛行，再到這里我們說的掃地機(jī)德清掃路徑規(guī)劃，都是路徑規(guī)劃范疇。我們這里就主要先談?wù)勧槍?duì)掃地機(jī)這類輪式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。

這里我先介紹一下要實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)路徑規(guī)劃的一個(gè)基礎(chǔ)能力。

我們一般在完成SLAM后，要進(jìn)行一個(gè)叫做目標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)航的能力。我們一般說的路徑規(guī)劃，顧名思義其實(shí)指的這個(gè)。通俗說，就是規(guī)劃一條A點(diǎn)B點(diǎn)的路徑出來，然后讓機(jī)器人過去。

要實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃會(huì)實(shí)現(xiàn)至少兩個(gè)層次的模塊，一個(gè)叫做全局規(guī)劃。這個(gè)和我們開車導(dǎo)航儀有一點(diǎn)像，就是它需要在地圖上預(yù)先規(guī)劃一條線路，也要有當(dāng)前機(jī)器人的位置。這是由我們的SLAM系統(tǒng)提供出來的。行業(yè)內(nèi)一般會(huì)用叫做A*的算法來實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，其實(shí)在很多的即時(shí)戰(zhàn)略游戲中也同樣采用這種算法。比如鼠標(biāo)控制讓一堆農(nóng)民去采礦，這些單位的移動(dòng)其實(shí)游戲里就用A*。

當(dāng)然，光規(guī)劃了這個(gè)路徑還是不夠的，現(xiàn)實(shí)中會(huì)有很多突發(fā)情況，比如正巧有個(gè)小孩子擋道了。那么原先的路徑就要調(diào)整。當(dāng)然，有時(shí)候這種調(diào)整并不需要重新計(jì)算一遍全局路徑，機(jī)器人可能稍微繞一個(gè)彎就可以。此時(shí)，我們就需要另一個(gè)層次的規(guī)劃模塊，叫做局部規(guī)劃。它可能并不知道機(jī)器人最終要去哪，但是對(duì)于機(jī)器人怎么繞開眼下障礙物特別在行。

這兩個(gè)層次的規(guī)劃模塊一起協(xié)同，機(jī)器人就可以很好的實(shí)現(xiàn)從A到B點(diǎn)的行動(dòng)了，不過實(shí)際工作環(huán)境下，上述配置還不夠。比如前面提到的A*算法必須要求機(jī)器人預(yù)先把地圖探明后才能展開行動(dòng)，這在很多時(shí)候不夠靈活。如果掃地機(jī)器人買回家，必須先把屋子都走一遍以后才肯掃地，那用戶體驗(yàn)就會(huì)很差。

為此，也會(huì)有針對(duì)這類算法的改進(jìn)，比如SLAMWARE內(nèi)采用我們改良的D*算法進(jìn)行路徑規(guī)劃，最大優(yōu)點(diǎn)是不需要地圖預(yù)先探明，機(jī)器人可以和人一樣，即使環(huán)境未知，也可以展開行動(dòng)，隨著機(jī)器人不斷探索，路徑也會(huì)時(shí)刻調(diào)整。

前面介紹了目前大部分移動(dòng)機(jī)器人都需要的路徑規(guī)劃算法，掃地機(jī)器人的路徑規(guī)劃算法要更復(fù)雜，一般來說，掃地機(jī)需要這么幾個(gè)規(guī)劃能力：貼邊打掃、折返的工字形清掃以及沒電時(shí)候自主充電。

其實(shí)這些規(guī)劃能力單單靠前面介紹的D*這類算法是完成不了的。掃地機(jī)器人還需要有額外的規(guī)劃算法，比如針對(duì)折返的工字形清掃，有很多問題要處理。例如如何最有效的清掃一個(gè)區(qū)域而不重復(fù)清掃？

另外，如何讓掃地機(jī)和人一樣，理解房間、門、走廊這種概念？當(dāng)然這里篇幅有限，就不多展開。簡單說，針對(duì)這些問題，在學(xué)術(shù)界長久以來是有專門的一個(gè)研究課題，叫做space coverage。也提出了非常多的算法和理論。比較有名的有Morse Decompositions。通過它實(shí)現(xiàn)對(duì)空間進(jìn)行劃分，隨后進(jìn)行清掃。

像在上世紀(jì)70年代，CMU就完全依靠超聲波做到了現(xiàn)在我們掃地機(jī)的行為，當(dāng)然造價(jià)還是很高的。

前面介紹的A點(diǎn)到B點(diǎn)移動(dòng)路徑規(guī)劃也是實(shí)現(xiàn)這類更高級(jí)路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)。實(shí)際上，要從SLAM實(shí)現(xiàn)到掃地機(jī)器人所需要的這些功能，還是有非常多的工作要做的。我們目前的做法是針對(duì)這類掃地機(jī)特有的路徑規(guī)劃，也同樣預(yù)先實(shí)現(xiàn)內(nèi)置在了我們SLAMWARE內(nèi)部方便使用。

激光雷達(dá)在SLAM的應(yīng)用中主要被詬病的就是成本與壽命問題。怎么樣能在保證精度的前提下將激光雷達(dá)的成本降下來？

思嵐在2年前在業(yè)內(nèi)推出了首款低成本的激光雷達(dá)RPLIDAR。目前在批量銷售情況下單臺(tái)可以做到幾百元的這個(gè)級(jí)別。

這個(gè)成本的降低首先光通過壓縮我們利潤是不可能的了。當(dāng)然，也更不是通過犧牲做工來換來的。本質(zhì)原因是傳統(tǒng)采用TOF技術(shù)的激光雷達(dá)本身就導(dǎo)致他的成本是居高不下的，我們知道TOF這種方式要測(cè)量光飛行用時(shí)，要做到這一步，需要皮秒級(jí)別精度的計(jì)時(shí)器，同時(shí)對(duì)于激光器和接受裝置都是極大挑戰(zhàn)。這里的挑戰(zhàn)到不都是技術(shù)難度上，還在于其中的核心傳感器就造價(jià)不菲，并且常年依賴進(jìn)口。并且在生產(chǎn)中難度很大，幾乎每臺(tái)雷達(dá)都需要非常專業(yè)的技師手工校正。成本自然就居高不下了。

我們RPLIDAR采用另一種方式，叫做三角測(cè)距。通俗說就是通過光學(xué)的幾何特性，使用計(jì)算機(jī)視覺方式來求出距離。這種方式好處是只需要傳統(tǒng)的攝像頭的成像設(shè)備。因此成本自然就會(huì)降低。

當(dāng)然，就像這個(gè)問題問的是有前提的，就是在保證精度前提下來實(shí)現(xiàn)低成本。激光雷達(dá)精度或者說是性能有這個(gè)幾個(gè)考量。首先自然是測(cè)量精確度。行業(yè)內(nèi)也有不少聲音，反應(yīng)三角測(cè)距雷達(dá)有個(gè)硬傷，就是在遠(yuǎn)距離下精度下降。

這是個(gè)不爭事實(shí)，但是這恰恰是我們RPLIDAR的優(yōu)勢(shì)。其實(shí)配合好算法，這個(gè)問題可以一定的緩解。比如下圖是目前常規(guī)三角測(cè)距雷達(dá)在測(cè)量3-4米距離以外物體的效果，會(huì)發(fā)現(xiàn)本該是筆直的墻壁，測(cè)量出來出現(xiàn)了鋸齒。

隨著距離增加，如果算法不做出優(yōu)化，那么這個(gè)現(xiàn)象會(huì)非常嚴(yán)重，直接會(huì)影響后續(xù)SLAM算法。

我們?cè)谶@塊處理上對(duì)內(nèi)部算法做了很多優(yōu)化，可以很好改善這個(gè)問題：

另外，三角測(cè)距雷達(dá)相比TOF雷達(dá)還有一個(gè)區(qū)別在掃描頻率，我們的RPLIDAR A1的第一代產(chǎn)品是每秒5圈的旋轉(zhuǎn)頻率，結(jié)合一秒2000次的測(cè)距頻率。這個(gè)參數(shù)對(duì)于像掃地機(jī)這類的場(chǎng)合其實(shí)是夠了。不過對(duì)于服務(wù)機(jī)器人這類應(yīng)用，就顯得偏慢。

要提高速度，光提高電機(jī)轉(zhuǎn)速其實(shí)不夠，那會(huì)讓點(diǎn)變得更加稀疏，本質(zhì)是要提高一秒測(cè)距頻率。這同樣對(duì)于算法優(yōu)化以及光學(xué)系統(tǒng)會(huì)有挑戰(zhàn)。目前我們新一代的RPLIDAR A2實(shí)現(xiàn)到了4000次采樣率，從而做到10hz掃描轉(zhuǎn)速。其實(shí)本質(zhì)也是靠算法。

一般來說，目前要做到實(shí)用化，采樣率需要達(dá)到1800sps，所以對(duì)于這個(gè)問題，簡單說就是依靠算法革新，保證在保持精度的條件下實(shí)現(xiàn)低成本。

激光雷達(dá)是否有壽命問題？有怎樣的解決方法？

這個(gè)問題其實(shí)要站在適用場(chǎng)景下來討論?，F(xiàn)在外借認(rèn)為機(jī)械方式的激光雷達(dá)存在壽命問題，不如固態(tài)的雷達(dá)，這其實(shí)就是誤解。

目前行業(yè)內(nèi)高低端的激光雷達(dá)都是機(jī)械方式的，很多在工業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域承擔(dān)安全保全職責(zé)，因此說他們有壽命問題是不成立的。相比，固態(tài)雷達(dá)到目前還是概念產(chǎn)品，它雖然是固態(tài)的，但工藝穩(wěn)定性有待驗(yàn)證，說它就比機(jī)械壽命長，值得商榷。

不過針對(duì)目前機(jī)械激光雷達(dá)，的確有一個(gè)壽命制約因素，就是很多都會(huì)使用到導(dǎo)電滑環(huán)這個(gè)部件。包括我們的第一代雷達(dá)之前也是這樣。

這個(gè)部件是用來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)物體之間信號(hào)和供電傳輸?shù)?。我們知道雷達(dá)工作的時(shí)候要連續(xù)旋轉(zhuǎn)。要給這個(gè)旋轉(zhuǎn)部分供電和通訊，就要靠滑環(huán)。

不過導(dǎo)電滑環(huán)標(biāo)準(zhǔn)品的壽命是很短的，只有幾千小時(shí)。也就是說雷達(dá)如果直接用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)滑環(huán)，持續(xù)工作幾個(gè)禮拜就會(huì)壞。因?yàn)榛h(huán)會(huì)被磨損，那就沒法給雷達(dá)供電和通訊了。這就會(huì)有壽命問題。

我們當(dāng)時(shí)研發(fā)RPLIDAR其實(shí)用的已經(jīng)是定制的滑環(huán)，當(dāng)時(shí)我們直接提出設(shè)計(jì)方案給供應(yīng)商去定做。就這么搞了好幾個(gè)來回。所以目前RPLIDAR A1在掃地機(jī)這類場(chǎng)合下其實(shí)壽命不存在問題。

但如果用到服務(wù)機(jī)器人下，問題就會(huì)有。因?yàn)檫@種場(chǎng)景下要求機(jī)器人7*24待命。針對(duì)這個(gè)問題，我們后來提出了光磁融合技術(shù)。

這個(gè)名字是我們專門取得，是一個(gè)專利性技術(shù)。它的核心是使用無線供電和光通訊這類接觸手段來代替導(dǎo)電滑環(huán)。對(duì)于RPLIDAR A2，我們還是用了自己設(shè)計(jì)的無刷電機(jī)。這樣做的話，我們的雷達(dá)在7*24連續(xù)工作的情況下，也會(huì)有5年以上壽命。

現(xiàn)在其實(shí)我們第一代的雷達(dá)也同樣使用光磁融合技術(shù)了，因此我覺得目前對(duì)我們雷達(dá)來說，這個(gè)壽命問題是完全得到了解決。

做激光雷達(dá)產(chǎn)品，如何看待產(chǎn)品安全問題？

單獨(dú)對(duì)激光來說，我覺得的確不當(dāng)使用會(huì)有安全問題。畢竟他只是一種光源，我們?nèi)绻⒅柨?，一樣也?huì)灼傷眼睛。關(guān)鍵在于怎么使用。

但對(duì)于激光雷達(dá)，我覺得激光導(dǎo)致安全問題是不存在也不應(yīng)該存在的。因?yàn)橐粋€(gè)合格的激光雷達(dá)產(chǎn)品，它必須通過激光等級(jí)認(rèn)證。像我們RPLIDAR在設(shè)計(jì)上也會(huì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)激光器功率，確保安全。

目前行業(yè)內(nèi)對(duì)于激光是有嚴(yán)格的安全等級(jí)指標(biāo)的，目前RPLIDAR符合一類激光器（CLASS I）等級(jí)。這個(gè)等級(jí)表示無論在什么情況下，激光雷達(dá)產(chǎn)生的激光都不會(huì)對(duì)人眼產(chǎn)生損傷。要滿足Class I，就要求激光平均功率只有幾個(gè)微瓦。這是非常微弱的信號(hào)了，不會(huì)產(chǎn)生問題。

相比而言，可能我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫腖ED手電的功率和危害要比激光雷達(dá)要大很多。因?yàn)槟壳癓ED還缺乏嚴(yán)格的安全等級(jí)規(guī)范。其實(shí)很多產(chǎn)品光功率反而是超標(biāo)的。

激光雷達(dá)技術(shù)除了應(yīng)用在機(jī)器人（包括無人車）身上，還能在哪些其他領(lǐng)域中得倒應(yīng)用？

其實(shí)激光雷達(dá)一開始就不光為了機(jī)器人而誕生，只是最近我們因?yàn)闄C(jī)器人和無人車才去了解它。傳統(tǒng)上，激光雷達(dá)用于工業(yè)的安全檢測(cè)領(lǐng)域，就像科幻片的那種激光墻，人進(jìn)入會(huì)報(bào)警，工業(yè)內(nèi)用激光雷達(dá)做這個(gè)的很多。

此外，激光雷達(dá)用在空間測(cè)繪上也很多。比如用我們RPLIDAR構(gòu)建的辦公室環(huán)境。

還有就是一些新媒體行業(yè)，要做一個(gè)超大的多點(diǎn)觸摸屏幕，傳統(tǒng)靠電阻電容屏是做不了的，業(yè)內(nèi)一般也會(huì)用激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)技術(shù)國內(nèi)外水平差異主要體現(xiàn)在哪些方面？為什么？

目前來看，高端的激光雷達(dá)廠家都只有國外廠家。國內(nèi)初步像我們開始做低成本的激光雷達(dá)開始起步。區(qū)別在于定位不同，國外更多專注在高性能、工業(yè)級(jí)別的雷達(dá)。這主要是歷史積累造成的，和工業(yè)發(fā)展大背景有關(guān)系。對(duì)于高性能雷達(dá)，必須要具有更久的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和更多的實(shí)際產(chǎn)品測(cè)試才能做得到。這也是我們目前國內(nèi)缺乏的。

不過目前服務(wù)機(jī)器人行業(yè)其實(shí)對(duì)激光雷達(dá)是很好的機(jī)遇，我覺得國內(nèi)如果能把握這個(gè)機(jī)遇，還是有希望能在也些細(xì)分領(lǐng)域超于國外同行。

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以下為硬創(chuàng)公開課群友問答：

Q：如今SLAM已經(jīng)能在掃地機(jī)器人身上使用，有不少的移動(dòng)機(jī)器人公司也都看好SLAM，但并沒有聽說哪個(gè)公司真的做出比較成熟的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)，這是因?yàn)槭裁丛蚰兀?/span>

A：vSLAM目前還在研究階段，我們說它火主要是因?yàn)槟壳霸趯W(xué)術(shù)界vSLAM處在高速發(fā)展階段，大家愿意研究。但實(shí)際應(yīng)用有很多問題要克服，比如對(duì)于傳感器對(duì)環(huán)境光依賴，運(yùn)算負(fù)荷和嵌入式設(shè)備成本功耗空間的矛盾，另外，構(gòu)建的地圖本身難以直接用于路徑規(guī)劃導(dǎo)航。

其實(shí)這塊我們一直也投入在做視覺方案。2009年我們最早就是做視覺，當(dāng)年monoslam、stereocam我們都有做。但目前的判斷是，它是未來方向，但目前不成熟。

Q：對(duì)服務(wù)機(jī)器人以后的實(shí)用性功能性有什么建議嗎？

A：這塊我們認(rèn)為是要先找到killer application，掃地機(jī)器人是一個(gè)點(diǎn)，但要有更多的爆點(diǎn)存在。

就像以前PC行業(yè)，在真正的PC技術(shù)使用前，其實(shí)最早流行的是商用制表機(jī)與家用是游戲機(jī)。我們覺得服務(wù)機(jī)器人其實(shí)先要有這樣一個(gè)階段，現(xiàn)在能做的就是先把其中導(dǎo)航定位問題為大家做好，幫助這些爆點(diǎn)出現(xiàn)。

Q：目前開源的SLAM算法還是比較多的，您推薦使用哪一種比較好呢？

A：前面也說過，導(dǎo)航和SLAM是兩回事，本來也不需要通過SLAM。很多機(jī)器人其實(shí)只是運(yùn)行門特卡羅方法做定位，沒有SLAM。

哪一款其實(shí)很難推薦，要看具體應(yīng)用。簡單說我們認(rèn)為目前開源算法要直接拿來商用是不可能了，有很多現(xiàn)實(shí)問題他們都沒解決。因?yàn)檫@類算法都是學(xué)術(shù)界出生，他們不會(huì)去處理具體工程問題。 但如果做研究，目前ROS中主流的gmapping、hector slam都是可以拿來做飾演的。

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