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          專訪一微半導姜新橋丨用SLAM核心芯片推動掃地機器人的普及與滲透

          張偉超
          2020-05-07 · 11:40
          [ 億歐導讀 ] 一微半導體將為中國智能機器人產品進入全球億萬家庭貢獻中國“芯”力量。
          一微半導體姜新橋,掃地機器人,SLAM,SoC芯片,激光導航,一微半導體

          作者:張偉超,圖片來自“億歐網”

          近年來,在消費升級理念的引領下,在人工智能、物聯網、大數據、云計算等新技術的驅動下,掃地機器人行業一路高歌猛進,相關企業如雨后春筍般涌現,行業內呈現如火如荼景象。 

          其實,掃地機器人誕生至今已有22年的歷史。早年間,掃地機器人只具備基礎清掃功能,陷入了功能單一且同質化的困境。其常年被消費者詬病“偽智能”、“清潔能力差”、“價格虛高”。 

          而正在這時,擁有20年消費電子芯片領域從業經驗的姜新橋真正尋找自己創業的新方向。

          此前輕車熟路的消費電子領域由于競爭和迭代非???,且姜新橋想做不同于珠海當時芯片產業的格局創新,所以消費電子領域沒有作為其創業的首選。工業芯片的產品及周期又都太長,并不適合初創企業的進入。

          機緣巧合下,姜新橋觸及了掃地機器人行業。由于掃地機器人兼具消費品屬性,且使用場景復雜,技術壁壘高。姜新橋便決定以此為創業方向。2014年珠海市一微半導體有限公司(以下簡稱“一微半導體”)成立,姜新橋為聯合創始人。 

          拓荒者,以芯片驅動行業

          姜新橋認為,從掃地機器人切入,使其能自主學習家庭環境并進行多層面智能規劃清掃,將智能機器人在感知與決策技術層面的優勢,落地到家庭場景當中,是解決掃地機器人偽智能的新策略。 

          “通過技術創新,提升掃地機器人的使用體驗,這便是掃地機器人市場破局的關鍵所在?!苯聵蚋嬖V億歐科創。 

          于是,姜新橋決定用其擅長的SoC系統級芯片方案來實現技術的創新。一微半導體一方面想通過SoC芯片驅動掃地機器人行業的智能化,另一方面想通過打造集成度更高的芯片,便于行業玩家二次開發,提升掃地機器人行業的普及率與滲透率。 

          一微半導體是國內第一家以芯片來驅動掃地機器人發展的企業,也是這個領域的拓荒者。在決定方向后,2016年12月,一微半導體迅速實現全球首顆機器人運動控制與SLAM高性能專用SOC芯片AM380S的流片。 

          隨后,一微半導體完成了高性能專用SOC芯片的量產與迭代。2017年6月,AM380S實現在智能清潔機器人領域中量產應用。2018年5月推出第三代vSLAM高性能專用SOC芯片AM680。2019年,一微半導體營收突破億元,近三年連續保持100%以上增長,芯片累計銷售超過幾百萬PCS,在清潔機器人市場品牌占有率超過50%。 

          打造全鏈條解決方案

          優秀的企業一般更容易獲得優秀資金的青睞,在這一方面,一微半導體的表現可謂十分耀眼。 

          2018年6月,一微半導體完成由達泰資本領投的近億元Pre-A輪融資。2019年10月,小米參與了一微半導體新一輪數億元規模的融資。 

          近年來,小米對“造芯”一直十分渴望。在自研澎湃芯片項目的同時,小米又開始多方布局,通過投資優質芯片企業來實現對自身供應鏈品質的把控。 

          “小米生態鏈”和“小米供應鏈”一直是業界兩大話題之一,雖兩字之差,但彰顯的小米投資目的則截然不同。小米生態鏈的打法就是“極致性價比”,其所到之處其他同類企業都是壓力滿滿。而對上游核心供應鏈企業或技術企業的投資,則表明了小米希望能增強供應鏈話語權,構建技術基礎的決心。 

          一微半導體也是小米投資的唯一一家以機器?運動控制和SLAM技術為核心的企業。 

          微半導體是目前業內唯一一家能同時提供慣性導航(eSLAM)、激光(Lidar  SLAM)導航和視覺導航(vSLAM)的芯片、算法及完整解決方案的供應商,擁有567項國內機器人技術專利,與28項PCT國際專利,自有知識產權位列全球家庭清潔機器人前三。目前一微半導體各款專用芯片及解決方案被國內外知名品牌Karcher、Anker、小米、海爾、萊克、聯想、SEB、軟銀、360、BISSELL、長虹、小狗等采用。 

          對于消費者而言,掃地機器人是用于解放人力的家庭清潔工具,因此其清潔力度和智能程度是最為關鍵的兩項性能指標。而對于掃地機器人來說,清潔力度和智能程度集中體現在機器人的清潔路徑規劃能力上。 

          掃地機器人從誕生之初,一直到很長一段時間,隨機式路徑規劃模式是其主要實現方式。隨機式模式,具體來說是掃地機器人根據內置的移動算法隨機地覆蓋待清掃區域,同時通過碰撞或者紅外傳感器感應的方式感知障礙物。

          這一路徑規劃方式有兩個重要的弊端:一是掃地機器人的清掃覆蓋區域難以控制,通常會造成部分區域反復清掃或者大面積漏掃的情況;二是清掃過程中機器人與障礙物頻繁發生碰撞,造成機器人或家具損壞。  

          一微半導體的SLAM技術解決方案,是為掃地機器人安裝上“眼睛”。其能夠自動識別房間并自動劃分房間,依靠強大的SoC處理器,具備準確、高效的移動端AI運算能?,它可以結合房間里識別出來的信息和其它多種信息整合歸納并最終將房間標注為臥室。用戶可以通過手機 APP指定清潔區域,使用解決方案的掃地機器人可以按照指令清潔或不清潔。

          值得一提的是,使用一微半導體SLAM技術解決方案的掃地機器人會擁有3D幾何和3D場景理解的能力,這項技術讓能夠讓掃地機器人識別一些障礙物體,在清掃過程中可以主動地躲避障礙物。 

          低成本視覺方案將成標配

          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。

          SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)可以理解為,機器人在未知環境中,從一個未知位置開始移動,在移動過程中,依據內置傳感器來估計位置和地圖構建進行自身定位,同時在自身定位的基礎上建造增量式地圖,實現機器人的自主定位和導航。 

          而按照傳感器的不同,SLAM可以分為兩大類:一是基于LDS激光測距傳感器的SLAM;二是基于機器視覺的SLAM,即vSLAM。其中,激光SLAM起步更早,產品落地已經比較成熟;而vSLAM技術屬于第三代技術,目前尚處于開拓應用場景、產品逐漸落地的階段。 

          一微半導體的芯片,支持慣性導航、激光導航到視覺導航多方案,全面覆蓋從入門級到高端級別掃地機器人產品。 

          “在目前的掃地機器人市場中,多以激光導航技術為主。低成本與高穩定性的激光導航芯片,是掃地機器人實現高性價比的關鍵?!苯聵蛘f道。 

          Markets and Markets數據顯示,掃地機器人的市場還處在快速增長階段,2018年至2023年,整個掃地機市場將會由20.9億美元增至43.4億美元,復合增長率達16.21%。但中國家庭服務機器人在沿海城市的產品滲透率僅為5%,內地城市僅為0.4%,與發達國家16%的滲透率相比仍有較大差距。這表明,雖然國內掃地機器人在迅速增長,但很多家庭還處在觀望階段。價格、功能與智能化程度都是他們考慮的重要原因。 

          基于市場情況考慮,一微半導體推出AM580芯片,特別針對LDS激光雷達方案算法內建掃描匹配及雙三次插值等硬件加速模塊,提高處理效率,降低運算功耗,并配套了激光導航解決方案,高精度、高性能的激光模組,在源頭上更好的解決了芯片、方案、激光模組在軟硬件方面的融合,相較于傳統模式的激光導航方案,能降低50%的硬件成本,并有效縮短新產品上線時間。

          在視覺導航技術上,一微半導體的旗艦級AM680芯片及方案采用AI+VSLAM定位導航技術,可讓掃地機器人導航技術直接跨入第四代,真正實現行業AI人工智能化,配合圖像識別、大數據、深度學習、智能算法,將AI人工智能與掃地機器人完美融合。 

          采用第四代導航技術的AM680在CPU/GPU芯片上,基于視覺識別技術和AI算法,打破原有VSLAM技術對光線條件依賴的局限,不僅可應用于弱光、弱紋理、強光等光線復雜室內場景,更可智能識別室內百種圖像物體、分類記錄、視覺測距和避障,規劃最佳清掃路徑,并且可支持雙目視覺算法。

          目前一微半導體已打通“芯片+模組+硬件+產品”的完整產業鏈,將持續推動對機器人垂直行業的深度賦能,為中國智能機器人產品進入全球億萬家庭貢獻中國“芯”力量。

          本文經授權發布,版權歸原作者所有;內容為作者獨立觀點,不代表億歐立場。如需轉載請聯系原作者。

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