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1911年，美國(guó)紐約世博會(huì)上展覽了家用機(jī)器人Elekro。它由電纜控制，可以行走，會(huì)說(shuō)77個(gè)字，甚至還可以抽煙，但是離真正的為人服務(wù)還差得很遠(yuǎn)。
轉(zhuǎn)眼到了2019年，伴隨人工智能的興起，機(jī)器人再次受到了產(chǎn)業(yè)界的追捧，人機(jī)交互技術(shù)的逐漸成熟，服務(wù)型機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已陸續(xù)成型。許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)列為國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略。
中國(guó)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了一次發(fā)展熱潮。在《中國(guó)制造2025》出臺(tái)后，國(guó)家在2016年陸續(xù)發(fā)布了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》和《智能硬件產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)(2016-2018年)》，2017年又發(fā)布了《“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng) 2017年度項(xiàng)目申報(bào)指南》，進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)落地提供了政策支持。
然而，光有政策支持沒(méi)有技術(shù)是不行的，機(jī)器人行業(yè)的技術(shù)門(mén)檻很高，服務(wù)機(jī)器人企業(yè)必須掌握六大關(guān)鍵技術(shù)的一半才能進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)：人工智能、語(yǔ)音識(shí)別與合成技術(shù)、解析與交互技術(shù)、導(dǎo)航及定位技術(shù)、機(jī)器人跟隨技術(shù)、機(jī)器人多機(jī)調(diào)度技術(shù)以及機(jī)器人底盤(pán)技術(shù)。
隨著服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景和服務(wù)模式的不斷擴(kuò)展，基于機(jī)器人底層應(yīng)用進(jìn)行上層開(kāi)發(fā)的需求越來(lái)越強(qiáng)，催生出機(jī)器人行業(yè)的一個(gè)細(xì)分品類(lèi)——機(jī)器人底盤(pán)。
底盤(pán)對(duì)機(jī)器人是的重要性，不亞于人的眼睛
從功能上看，機(jī)器人底盤(pán)主要承載著機(jī)器人的定位、導(dǎo)航、避障、移動(dòng)等基礎(chǔ)功能，是極其重要的硬件模塊。
為什么說(shuō)機(jī)器人底盤(pán)極其重要呢？
因?yàn)闄C(jī)器人底盤(pán)對(duì)機(jī)器人本體的重要性，不亞于眼睛對(duì)人的重要性。換句話說(shuō)，服務(wù)機(jī)器人除了語(yǔ)音交互、內(nèi)容生態(tài)等軟件層面實(shí)現(xiàn)的功能外，其他重要的部分都在這個(gè)模塊上。
此外，搭配導(dǎo)航定位系統(tǒng)的機(jī)器人底盤(pán)企業(yè)越來(lái)越多也顯得機(jī)器人底盤(pán)對(duì)于市場(chǎng)的重要性。
傳統(tǒng)巨頭騰訊、百度及多家A股科技類(lèi)公司相繼出資入股了一些機(jī)器人盤(pán)點(diǎn)企業(yè)，也從側(cè)面說(shuō)明了這個(gè)行業(yè)變得越來(lái)越重要。同時(shí)，機(jī)器人底盤(pán)市場(chǎng)的向好也預(yù)示著下游產(chǎn)品的需求正在上升的態(tài)勢(shì)。
從市場(chǎng)需求上看，掃地機(jī)器人企業(yè)、服務(wù)機(jī)器人企業(yè)和AGV領(lǐng)域的需求是高的。
掃地機(jī)器人主要針對(duì)消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，因此業(yè)內(nèi)一般采用低成本的激光雷達(dá)導(dǎo)航方案，服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品則更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的靈活性和安全性，其活動(dòng)區(qū)域一般在商場(chǎng)或機(jī)場(chǎng)，所以會(huì)選擇及激光雷達(dá)+機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)航方案，而對(duì)于工業(yè)AGV機(jī)器人，對(duì)定位的要求非常高，要做到100%可靠性，因此產(chǎn)品的成本也會(huì)較高。
由此可見(jiàn)，機(jī)器人底盤(pán)在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)是不占優(yōu)勢(shì)的，目前市場(chǎng)上機(jī)器人底盤(pán)的價(jià)格在2-10萬(wàn)之間，高昂的成本讓越來(lái)越多的企業(yè)選擇了自己研發(fā)底盤(pán)，目前將機(jī)器人底盤(pán)進(jìn)行市場(chǎng)化的企業(yè)已有20家，其中不僅有鈦米機(jī)器人等機(jī)器人本體企業(yè)，也有思嵐科技等專(zhuān)業(yè)做機(jī)器人底盤(pán)的服務(wù)商。
機(jī)器人底盤(pán)這一承載著機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力，導(dǎo)航定位的模塊，被獨(dú)立的作為一個(gè)細(xì)分品類(lèi)也說(shuō)明它的重要性。機(jī)器人底盤(pán)提供商的出現(xiàn)，不僅節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本，而且能加快產(chǎn)品研發(fā)速度，搶占服務(wù)機(jī)器人高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)風(fēng)口。
市場(chǎng)爆發(fā)的時(shí)間，取決于多傳感器融合的進(jìn)度
機(jī)器人底盤(pán)的技術(shù)壁壘在于，不同場(chǎng)景下的多傳感器的融合具有一定的技術(shù)門(mén)檻。
從物理層面上來(lái)看，機(jī)器人底盤(pán)則主要是眾多傳感器的集成，激光雷達(dá)、雙目視覺(jué)、超聲、紅外、以及輪轂電機(jī)、輪子等必要的懸掛。而如何將物理層面的硬件進(jìn)行集合，則需要相應(yīng)的算法和軟件等相應(yīng)技術(shù)。
目前SLAM是業(yè)內(nèi)主流的定位導(dǎo)航技術(shù)，當(dāng)我們談到SLAM時(shí)，先問(wèn)到的就是傳感器。SLAM的實(shí)現(xiàn)難度和傳感器的形式與安裝方式密切相關(guān)，傳感器分為激光和視覺(jué)兩大類(lèi)，所以SLAM定位導(dǎo)航技術(shù)中有激光SLAM和視覺(jué)SLAM之分。
激光SLAM脫胎于早期的基于測(cè)距的定位方法，激光雷達(dá)的出現(xiàn)和普及使得測(cè)量更快更準(zhǔn)，信息更豐富。激光雷達(dá)采集到的物體信息呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準(zhǔn)確角度和距離信息的點(diǎn)，被稱(chēng)為點(diǎn)云。通常，激光SLAM系統(tǒng)通過(guò)對(duì)不同時(shí)刻兩片點(diǎn)云的匹配與比對(duì)，計(jì)算激光雷達(dá)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離和姿態(tài)的改變，也就完成了對(duì)機(jī)器人自身的定位。
那什么是視覺(jué)SLAM呢？
眼睛是人類(lèi)獲取外界信息的主要來(lái)源，視覺(jué)SLAM也具有類(lèi)似特點(diǎn)，它可以從環(huán)境中獲取海量的、富于冗余的紋理信息，擁有超強(qiáng)的場(chǎng)景辨識(shí)能力。早期的視覺(jué)SLAM基于濾波理論，其非線性的誤差模型和巨大的計(jì)算量成為了它實(shí)用落地的障礙。隨著近年相機(jī)技術(shù)和計(jì)算性能的進(jìn)步，實(shí)時(shí)運(yùn)行的視覺(jué)SLAM也已實(shí)現(xiàn)。
視覺(jué)SLAM的優(yōu)點(diǎn)是它所利用的豐富紋理信息。例如兩塊尺寸相同內(nèi)容卻不同的廣告牌，基于點(diǎn)云的激光SLAM算法無(wú)法區(qū)別他們，而視覺(jué)則可以輕易分辨。這帶來(lái)了重定位、場(chǎng)景分類(lèi)上無(wú)可比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。
從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，視覺(jué)SLAM的應(yīng)用場(chǎng)景要豐富很多，在室內(nèi)外均可工作，但是對(duì)光的依賴(lài)度很高，在暗處或無(wú)紋路區(qū)域無(wú)法工作，激光SLAM主要被應(yīng)用在室內(nèi)，用來(lái)進(jìn)行地圖構(gòu)建和導(dǎo)航工作。
從地圖構(gòu)建上，激光SLAM精度較高，國(guó)內(nèi)思嵐科技的PRLIDAR系列構(gòu)建地圖精度可達(dá)2cm左右，而視覺(jué)SLAM地圖構(gòu)建精度約3cm。
總的來(lái)說(shuō)，激光SLAM是比較成熟的機(jī)器人底盤(pán)定位導(dǎo)航技術(shù)，而視覺(jué)SLAM技術(shù)是未來(lái)研究的主流方向，目前大部分廠商將視覺(jué)SLAM技術(shù)作為賣(mài)點(diǎn)配備在產(chǎn)品上，由于成本太高，尚且難以下沉到主流市場(chǎng)。
眼下，大多數(shù)機(jī)器人底盤(pán)企業(yè)使用的都是激光SLAM，但是研究視覺(jué)SLAM的企業(yè)也越來(lái)越多，例如布科思、艾芯智能、大道智創(chuàng)等，目前將激光SLAM和視覺(jué)SLAM等技術(shù)的融合應(yīng)用還不太成熟，成本太過(guò)高昂，再加上機(jī)器人底盤(pán)對(duì)軟硬件性能的要求較高，導(dǎo)致機(jī)器人底盤(pán)在市場(chǎng)上的形態(tài)還比較初級(jí)，無(wú)法應(yīng)用到實(shí)際中去。
未來(lái)，多傳感器融合是一種必然趨勢(shì)，加快硬件處理能力、軟件算法能力迭代，將視覺(jué)SLAM、激光SLAM取長(zhǎng)補(bǔ)短，優(yōu)勢(shì)結(jié)合，為市場(chǎng)打造出優(yōu)的SLAM方案。
好用的機(jī)器人底盤(pán)太貴，便宜的又不好用
從整個(gè)市場(chǎng)上看，國(guó)內(nèi)機(jī)器人市場(chǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)于具有高性能的機(jī)器人底盤(pán)的需求也日趨旺盛。
IDC數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)，2014-2019年機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到17%，按此速度發(fā)展，到2019年，機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模為1354億美元，成長(zhǎng)空間巨大。預(yù)計(jì)到2020年，年銷(xiāo)售收入在300億元以上，預(yù)計(jì)2016-2020年復(fù)合增長(zhǎng)率為71.8%。
2017年底，工信部也發(fā)布了《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020)》，報(bào)告表示，到2020年，智能家庭服務(wù)機(jī)器人、智能公共服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)及應(yīng)用。
市場(chǎng)剛性需求與政策雙向推動(dòng)，加之技術(shù)逐漸成熟，服務(wù)機(jī)器人放量可期。
服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的興起基礎(chǔ)和條件已經(jīng)具備，對(duì)于眾多企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何打通終端市場(chǎng)的剛需才是關(guān)鍵。目前市場(chǎng)上的機(jī)器人處于“好用的太貴，便宜的不好用”尷尬局面，也就是說(shuō)產(chǎn)品的價(jià)格仍需下沉。
機(jī)器人能否迎來(lái)蓬勃發(fā)展，取決于機(jī)器人底盤(pán)的低成本化。隨著越來(lái)越多企業(yè)進(jìn)入到機(jī)器人底盤(pán)領(lǐng)域，機(jī)器人底盤(pán)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)越來(lái)越激烈，但對(duì)整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)而言，機(jī)器人底盤(pán)低成本化勢(shì)在必行，這也是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)落地的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
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