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周琨:視覺空間定位技術攀登者

2019年11月21日 10:04

在掃地機器人行業,科沃斯、小米、360等品牌企業的市場之爭背后,是上游供應商的江湖風云。周琨專注計算機視覺技術近二十年,5年前,創辦歡創科技,致力于高精度定位視覺傳感器研發。技術商業化的過程道阻且艱,其“Camsense”系列的拳頭產品現已實現規模化量產。進入人工智能應用落地的下半場,歡創更得“身提一口氣”。

1956年夏天的美國新罕步什爾州的漢諾威小鎮,一批大師級人物在常春藤名校達特茅斯學院召開了兩個月的人工智能研討會,洛克菲勒基金會為會議提供了7500美元的資金支持,那年被認為是人工智能元年。而今,人工智能自2015年進入商業應用階段后,已經逐步在眾多行業落地開花。《中國人工智能行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》統計數據顯示,2015年中國人工智能市場規模已突破100億元,預測在2020年將達710億元。

除了被頻繁提及的機器學習、知識圖譜、人機交互技術,計算機視覺的開發應用賦予了人工智能一雙“慧眼”,是實現智能制造的關鍵技術之一。深圳市歡創科技有限公司(以下簡稱“歡創”)專注視覺空間定位技術,是國內首家擁有單目大空間亞毫米級定位精度能力的企業,從云端到落地,基于自主知識產權的紅外光學定位算法,搭載高性能ASIC圖像處理芯片,其設計制造的消費級激光雷達傳感器Camsense? X1,已經在360、飛科等一線品牌落地商用,出貨量達數十萬臺;專業級工業檢測設備Camsense? M Pro在華測檢測、海爾、美的、360的機器人實驗室商用;可移動式高精度定位系統Camsense? S通過了中國商飛的驗收。

錘煉技術

17年前,歡創的創始人周琨還在清華大學攻讀圖像處理與計算機視覺專業碩士學位,師從中國工程院院士、清華大學自動化系教授戴瓊海。周琨學習這個專業不是奔著就業做的既定選擇,當時和視覺相關的技術還不成熟,實際應用尚淺,業內公司很少,但有一點他看得很清楚:“比起聽覺、觸覺,視覺帶給人的信息最為豐富,視覺技術一定和計算機一樣是未來的大方向,只不過真正到來需要一定時間,但肯定要擁抱它。”

2005年,在美國芝加哥貝爾實驗室工作兩年后,周琨回國來到深圳,轉行進入信息通信領域,就職中國移動旗下公司。當時深圳高校資源匱乏,遍地外企,而今天的行業巨頭正在渡劫修身,2000年初,IT泡沫破裂,電信業基礎設施投資大幅下降,華為業績急劇下滑,忙于自救。2004年的騰訊雖在香港上市,但也面臨內外吃緊的窘境。那時,還有一篇叫《天堂向左,深圳往右》的文章風靡人潮,愛恨情仇有盡處,寶馬香車意難平,“有人覺得深圳正在走下坡路,我同學也很少來。”彼時深圳并非理想選擇,但“婦唱夫隨”,周琨最終落腳于此。這座城市的新陳代謝能力極強,往后至今,太平洋的海風源源不斷吹來,技術密集型企業創業的火山口逐個噴發,吃蟹人的激情與失落都將如數上演。

最早觸動周琨創業神經的是將計算機視覺應用在體感交互游戲領域。2006年底,日本任天堂推出了一款新主機“Wii”,Wii配套的新款游戲手柄第一次將體感動作引入了電視游戲主機,刷新了玩家對傳統游戲的體驗,產品一經面市,火爆異常。2007年周琨回歸本行,手握一把硬核技術,開始追逐創業風口,和5個創始人創辦東岳在線,主攻家庭體感游戲機。當時手機、無人機、可穿戴設備整個智能領域的定位技術普遍采用由加速度計和陀螺儀組成的慣性測量單元IMU,但在VR領域,IMU缺乏更多維度和更加精確的數據,天花板顯而易見。周琨從底層做起,自主研發計算機視覺算法和芯片,專攻雙目視覺定位技術,雙目系統復雜,運算量大,可以單幀單目標點定位,對目標物體無幾何約束,應用場合靈活,定位精準度更高。但落地后,產品銷量相形見絀,深究其因,公司的游戲開發制作能力薄弱。

短板不補齊,規模化量產終難實現,2014年年初,周琨離開,創辦歡創。做這個決定之前,他思考了很多,計算機視覺歷經近60年積淀發展,應用領域呈爆炸性增長,除了電腦、手機,交通、醫療、機器人上應用多樣。作為技術型上游零部件供應商,先天特點是可以向下游多個行業進行輻射,但基于此前的技術積累和實戰經驗,從電視行業切入之于歡創最易。

快播是歡創的第一個大東家,計劃將手機、PAD等智能終端內容傳輸到電視等大屏幕上展現和互動,給用戶帶來更好的互聯網娛樂體驗,重振電視家庭娛樂C位。王欣作為天使投資人看好歡創的技術方案,想通過0TT機頂盒,結合歡創的攝像頭,實現遠距離遙控、體感游戲等智能操作。快播還給歡創在邁科龍大廈辟出一塊辦公用地,對于初創企業而言,好比晴天遇東風,然而不過三個月,快播出事了。

5年后,周琨回憶,當時事發突然,“誰也不知道怎么回事,面面相覷,全都懵了。”資金鏈斷裂,辦公場地和客戶成了晨霧夕煙,“形勢非常嚴峻,但兄弟們都在這里工作了,每天有十幾張等著發工資的嘴,怎么辦?”周琨開展緊急自救,2014年7月,歡創迎來真正意義上的第一個客戶——創維,歡創需要為創維電視機提供攝像頭,產品定在10月份上市,留給歡創的時間不多了。“我們團隊戰斗力還是比較強的,能在極端情況下迅速把自己撈上來,這不容易。做好業務,才能向別人證明自己,才有延續下去的能力。”

接著,歡創緊鑼密鼓入局VR領域,其研發的基于Marker的單目定位攝像機Camsense? M2,性能對標Oculus星座系統,定位精度做到了2毫米以下,比Oculus的定位系統精度還要高10%。相比雙目,單目視覺定位技術優勢在于系統簡單,運算量小,成本較低,適宜商用化普及,騰訊、愛奇藝、華為搭載歡創的技術產品在VR領域迎風沖浪。但VR頭顯實際應用中并未收獲一片叫好聲,機身厚重,穿戴會產生眩暈感,內容不夠豐富,加之價格高,產品成熟度和用戶體驗距離消費者的期望值有一定差距。

VR行業會冷嗎?2017年1月,美國拉斯維加斯CES上,Oculus、HTC、索尼幾個行業大牛不見蹤影,相比于2016年VR產品的滿園春意,蜂飛蝶舞,參加這屆展會的多是中小企業。周琨很敏感:“當時我們看到后就覺得有問題,新興行業如果沒有巨頭教育引領,怎么會快速推進呢?”往后兩年不少VR企業倒閉,潮未退先上岸,歡創的單目空間定位技術練成一身金甲銀鱗,定位精度大幅提高,這也為之后業務拓展夯實了基礎。

超級供應商

2017年4月,家庭服務機器人行業巨頭科沃斯投資部門的一句話讓周琨靈光閃爍‘你們的技術是不是可以應用到掃地機器人里面做激光雷達’。當下周琨組織團隊,花了三個月時間,從市場、技術、競爭產品等方面進行前期調研,此次行動,周琨慎之又慎:“對我們來說是一個非常重要的決定,因為再選錯方向,可能就沒機會了。”歡創入局VR領域,實則是摸著石頭過河,技術研發投入大,營收寥寥,主營業務收入還是來自電視行業,而電視行業業務增值困難,后勁不足。周琨對公司技術能否走到行業前列頗有信心,他擔心的是選擇的行業對不對,市場行不行。相比紅海和藍海,周琨更中意淺紅色的海洋,即這個行業已經被市場證明,但競爭適度。接下來,不早不晚,歡創要做視覺傳感器ODM供應商,在正確的時間點進入掃地機器人行業。

掃地機器人的主要功能是在無人干預下獨立完成清潔任務,其完成清掃任務可以分為4個步驟,即定位、構圖、規劃、清掃。掃地機器人的清潔力度和智能程度集中體現在路徑規劃能力上,路徑規劃依賴于機器人的定位能力和地圖構建能力,目前應用的主流技術是SLAM,可以描述為機器人在未知環境中,從一個未知位置開始移動,依據內置傳感器來估計位置和地圖構建進行自身定位,同時在此基礎上建造增量式地圖,實現自主定位和導航,而傳感器就相當于掃地機器人的“眼睛”。

幾番試煉,將從2007年開始積累的視覺定位算法、芯片集中整合,周琨發現歡創在激光雷達領域第二支技術方向——視覺定位技術測量,擁有明顯優勢。歡創獨創的面陣式激光雷達傳感器+專用ASIC芯片,采用了業界獨創的面陣分區式圖像處理算法,將一個面陣式區域自適應劃分為多個不同的線性式感光子區域,垂直視野能達到30?40度,幀率達到2000Hz以上,不再拘泥于昂貴的線性式激光雷達傳感器,可為下游客戶節約40%的成本。2017年11月,其消費級激光雷達Camesense? X1 在成都騰訊全球合作伙伴大會上亮相大眾。

然而落實到應用層面,客戶更關心能不能在保證產品高性能高質量的基礎上,實現大規模量產。歡創的第一個廠家是360,360掃地機器人計劃在2018“雙十一”上市。為了找到最合適的生產商,周琨幾乎跑遍了珠三角,與各個駐廠負責人交流,下廠看生產線,這時擺在周琨面前的頭等難題是設定產品的生產檢驗標準和硬件制造過程中供應鏈管理問題。

激光雷達行業尚未形成統一標準,多數客戶并不清楚所需激光雷達傳感器的使用壽命、抗沖擊性、抗高溫低溫性等參數具體設置在哪些閾值區間。歡創組織研發團隊、測試團隊、客戶支持團隊三方把關,采集信息,及時反饋處理,以最高要求為基礎,進行拔高,經過實際量產過程中的反復檢驗和迭代,總結出一套完善的產品生產標準和管控流程,生產制造嚴守供應商導入流程和高標準質量保證協議,甚至對于螺絲的精度都要管控。技術創新和日臻成熟的制造能力使其產品同時兼顧了低成本和高性能,上市至今不斷掠食市場份額,目前Camesense? X1出貨量達數十萬臺,服務客戶包括360、飛科等一線品牌。

多行業輻射

對于供應商來說,品牌商的一舉一動都能對其訂單量產生波及,為了增強公司綜合實力和抗風險能力,周琨采取橫向拓展策略,多行業輻射,自2014年成立以來,歡創相繼布局了商用服務機器人、工業機器人、航空領域、智能家庭終端等系列產品和服務。

隨著技術突破亞毫米級別的定位精度,歡創研究出一套專業級的工業檢測設備Camsense? M Pro,能夠為掃地機器人、無人機等可移動的機器人,提供包括路線規劃,校準等功能在內的檢測方案,獲得了華測集團等頭部企業的青睞。2018年,歡創聯合上海大學共同研發了Camsense? S,對標業內領先企業NDI公司的OptoTrack系列產品,重點用于醫療、航空等領域。這套系統的主體設備是一款大型的可移動式高精度光學定位攝像頭,整套系統配備了高性能的CCD光學傳感器以及高靈敏度的定位器,并結合歡創自主研發的多傳感器融合技術,可以實現在大空間范圍內亞毫米級別的精準定位,定位精度達到0.2mm,實時跟蹤機械臂末端的六自由度狀態,2019年3月27日,正式交付給中國商飛集團使用。

德勤研究顯示,2018年智能制造融資總規模達到近年來峰值,達325.15億美元,占全行業融資總規模的近15%。在工業4.0時代,深圳依托東莞、佛山強大的制造能力,借助粵港澳大灣區規劃,擁有良好的創新生態系統和應用場景,未來可期。前景雖廣,但周琨越來越覺得企業在國內生存壯大更為不易。美國的產品市場已經被行業巨頭壟斷,企業競爭的激烈程度和創新活躍度逐漸低于中國,而國內的高科技企業正處于活躍地震帶。據深圳特區報報道,目前深圳AI企業總量約636家,5年內成立的企業超7成,近70%的企業集中在應用層領域。

“在核心零部件上,比如工業機器人用的減速器,日本做的要好,但在機器人應用方面,尤其是消費級家庭服務型機器人,中國已經走到了世界前列。國內的競爭程度遠遠勝于國外,打贏了,放到外面也是佼佼者。”而在激光雷達傳感器行業,市場化程度越來越高,競爭越來越激烈,技術產品持續迭代,亞洲光學、韓國LG實力不俗。雖然Camsense已申請超過十件的高價值專利,布局在中歐美日4個國家和地區,建立了自己的專利壁壘,但還要時刻保持備戰狀態,通過研發制造不斷壘壁。

在視覺定位技術領域攀爬近二十年,總歸是苦多樂少,“大多數擺在面前的不是紅地毯,是荊棘,是坑,是石頭,你得是發動機。”周琨給公司起名歡創,很簡單,就是“歡樂地創業”。創業者天生樂觀,善于挑戰困難,而堅強的意志是先天稟賦,周琨靠它走到現在。剛畢業的時候喜歡看創業名人的奮斗史,時至今日,覺得他們太遙遠了,更喜歡向競爭對手亞洲光學學習。

周琨說自己不吸煙不喝酒,是個挺無趣的人。今天作為CEO代表公司談合作,明天跑到東莞下廠當“監工”,為找到心儀人才開心,為某個同事離開難過,生活和工作有魚水之情,悲歡盡在其中。接下來,有件事能讓歡創團隊盡開顏,公司有喬遷之喜,新辦公地位于天安云谷,和華為比鄰而居。

■ 文/李姿漩

(本文首發于《經理人》雜志2019年11月刊)

  本文來源: 經理人網 責任編輯:sinomanager-li
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