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摘要：行业需求“炼丹炉”炼就激光雷达“火眼金睛” 导语：数字化与智能化正在对工业生产流程进行全面重塑，智能制造产业细分领域涌现出众多黑马企业。在工业与机器人两大需求的共同推动下，激光雷达这一传感硬件终端的应用市场展现出超千亿元的前景。 随着工业4.0的深入推进，“机器人+”概念不断深入各个应用领域，从传统的工业制造领域，到新兴的服务领域，再到医疗、教育、娱乐等各个行业，机器人技术应用越来越广泛。而机器人核心零部件作为影响机器人价格、产量的核心因素之一，却迟迟无法突破。在此背景下，大量国产自主化技术企业不断涌现，上海思岚科技有限公司（以下简称“思岚科技”）就是其中之一。 为此，机器人产业专访思岚科技联合创始人&CTO黄珏珅，就激光雷达及自主定位导航的技术突破及难点应用进行了深入交流，以下是专访提炼 思岚科技是一家专注于解决机器人在陌生环境中实现自主移动能力问题的公司，提供机器人中关键的激光雷达和导航定位解决方案。 技术升级形成核心竞争力 激光雷达产品的发展过程并非线性关系，不存在从机械式扫描发展到半固态扫描的固定模式。激光雷达产品是为了满足不同领域的需求而设计生产的。因此，多类激光雷达共存才是行业常态。 目前，市面上的定位和场景构建技术主要依赖于视觉雷达和激光雷达这两种雷达技术。视觉雷达在大型场景和复杂场景中的优势在于其定位的可靠性更高，可以提供更丰富的视觉信息，劣势则是对障碍的感知能力较差，且容易受光线和环境影响，使机器人难以实现自主避障和移动。激光雷达的优势在于具有更高的精度和稳定性，可以直接完成障碍物扫描，但在一些环境变化较大或场景较大的情况下，其定位能力可能会稍显不足，并且成本相对较高。
在谈及实际应用场景中如何应用视觉SLAM（即时定位与地图构建）和LIDAR（雷达） SLAM时，思岚科技联合创始人&CTO黄珏珅说道，“思岚的观点是这样的，我们一直以来的选择是以机械式激光雷达作为基础核心，混合视觉SLAM技术以满足那些特殊产品的需求。目前这种方案已经在客户场景中使用了很多年，混合方案的需求也是不断增加。”
激光雷达在机器人领域中占据重要地位，可以说是机器人的核心传感器之一。在早期，能够为机器人提供激光雷达的产品主要由德国SICK（西克）和日本Hokuyo（北阳）垄断，且价格昂贵。随着时间的推移，思岚科技在2014年推出了第一款民用激光雷达“RPLIDAR A1”，这款产品不仅降低了激光雷达的售价和成本，还使得机器人行业能够批量使用。黄珏珅说道，“思岚科技推出的A系列和S系列激光雷达都是采用DTOF（飞行时间测距）技术，这种激光雷达可以获得更远的测量距离和更高的采样频率。这使得服务机器人和工业机器人中的AMR（自主式移动机器人）大规模使用成为可能，同时也大大降低行业成本和门槛。” 图2 思岚雷达系列产品 “我们看到，目前工业界大规模使用的是机械式激光雷达，但是机械式激光雷达因其存在轴承老化、进灰，所以大部分的机械式雷达因为场景需求被固态激光雷达抢占了市场。”黄珏珅表示，思岚科技能够在采用机械扫描的情况下实现可靠运行，主要可靠性高和使用寿命久这两个原因。 传统的机械式雷达在使用过程中，由于不断的高速旋转和振动，容易出现磨损和疲劳现象，导致其寿命较短。思岚科技在解决机械式雷达寿命短的问题上，创新设计了一种光磁融合技术，通过将光学和磁学原理相结合，实现了雷达的无接触、无磨损运行。避免了传统机械式雷达中存在的磨损和疲劳问题，提高雷达的使用寿命。同时，就激光雷达传感器本身而言，思岚经过不断的调优和迭代，攻克了激光雷达在面对深色物体、细小物体、玻璃镜面等高反射物体时“看”不准确的窘境。结合激光雷达在应用场景中会产生的拖尾、噪点等干扰难题，思岚科技也一并解决，让激光雷达“看清”环境中的每一个细节，给机器人更好的“指引”。 “思岚科技近期还推出了SLAMkit。从硬件结构上来看，它主要包括激光雷达、定位协处理模块和授权软件程序。对于客户来说，只需得到授权，就可以在计算平台上使机器人具备建图和定位能力，简化了中间研发、测试、适配的过程。”黄珏珅表示，SLAMkit是一种业内全新的、具有极高价值的产品新形态。
产业布局提升品牌驱动力 在探讨机器人的移动能力构建时，需要关注两大核心要素。首先是机器人的视觉能力，即机器人能够准确感知环境中的障碍物和其他信息的能力。其次是机器人的大脑功能，即能够基于所感知的信息做出相应决策。黄珏珅说，“作为行业上游，我们始终重视这两方面的发展，将产品线分为两大类：一是机器人的“眼睛”，即激光雷达产品线；二是机器人的“小脑”，即导航定位方案产品线。”
这两大产品的完美结合就是思岚的机器人底盘产品。标准化底盘产品是一个多学科融合的复杂系统。它涵盖触控技术、机械结构、硬件、电池电源管理等多个领域，也包括光学技术和导航定位技术。将这些复杂的技术和概念整合生产整机，是一项相当具有挑战性的任务。思岚科技推出标准化机器人移动底盘产品系列，将传感器、导航算法、产品结构、电池、硬件设备和软件等集成在一起，为机器人提供移动能力、电源管理能力和云端远程实施与控制能力。
市场上大多数机器人的硬件配置较高，这是因为在进行系统构建时缺乏软件协同，因此需要占用更多的资源。对于机器人而言，只有软硬件协同，对算法体系和基础设施进行优化设计，才能实现更高的计算性能，同时消耗更少的资源。以AGV机器人为例，通常有两块主板，一块负责机器人的核心算法，如运动优化和控制，使用英特尔X86处理器；另一块主板负责用户交互，使用ARM处理器。黄珏珅说道，“思岚科技已经实现使用单块低成本的ARM主板同时实现算法运行、用户交互以及更好的定位性能，相较于竞品有着更大的优势。”
在软件设计上，黄珏珅认为ROS（机器人操作系统，Robot Operating System）作为学术界软件平台，设计优雅，但工程化水平和运行效率相对较低，同时对内存和CPU的要求较高。为了解决这一问题，思岚科技自主设计了一套不基于安卓和ROS的基础软件平台RoboStudio。“ROS生态正在蓬勃发展，一些客户对此有需求。因此，RoboStudio软件体系也将通过ROS形式为客户提供兼容，”黄珏珅说道。
对于机器人企业而言，需要两条腿走路，一方面提供机器人移动能力，另一方面提供电源管理能力及云端远程实施与控制能力，以帮助客户更好地实现他们的目标。这种平台化模式允许用户根据自身实际需求和场景要求，进行自主化的微调，以适应实际应用场景。这样的设计理念旨在为用户提供更加灵活、个性化的使用体验，同时也提高系统的适应性和可扩展性。黄珏珅表示，机器人的平台化与汽车平台化战略类似，一个汽车平台可以推出一系列不同的汽车产品，通过对平台进行微调，以满足不同产品的需求，并设计、生产、技术不同的机型。 推标出海实现企业影响力 作为机器人核心传感器，激光雷达技术的行业标准制定尤为重要。思岚科技积极与业界其他企业、国家部委合作，主导或参与多项激光雷达相关的标准制定工作。其次，作为最早提供激光雷达标准化接口的公司，思岚科技设计的激光雷达接口和软件接口已经成为行业中的实施标准。黄珏珅表示，“我们很高兴看到，思岚设计的接口能成为行业内的一大标准，也希望友商能够在此基础上推出更优秀的产品，满足客户的需要。”
作为国内最早从事激光雷达生产的厂家之一，思岚科技在海外的学术界和爱好者市场都享有极高的品牌影响力。目前，在思岚的年度营收中，有超过30%占比来自海外市场。从去年开始，思岚科技在新加坡设立了海外分支机构，以便能够更好地服务海外客户。利用大量完全国产化自主知识产权的技术和零组件，立足国内，面向全球，以新加坡这样的分支机构作为海外支点，进一步拓展海外市场。黄珏珅表示，“从目前的情况来看，海外市场在明年的增长预期非常可观。”
未来，激光雷达系统的性能和可靠性将持续提升，相信激光雷达技术的市场需求也将进一步增长。希望思岚科技能够不断推出具有竞争力的产品和服务，为机器人产业的繁荣发展做出更大的贡献。
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