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告別陀螺儀,周琨的三級火箭成就計算機視覺定位新時代

  毫無疑問,3G、4G等更高速的移動網絡帶來了應用豐富的移動互聯網時代。但除了網絡傳輸通道之外,還有一個奠定整個移動互聯網世界的重要技術基石,就是以陀螺儀為核心的IMU(慣性測量單元)。

  陀螺儀和慣性導航等技術的應用,使得手機不再僅僅是信息收發的終端,也是描述每一個人“是誰、在哪里、在干什么”的關鍵傳感器。


  從iPhone
4開始,用陀螺儀標定和測量位置與運動數據,成為了包括手機在內的整個智能設備行業的標準。這一標準在中國人手中玩得爐火純青。從可穿戴設備到智能家居,再到無人機與戶外機器人,無不是在IMU基石之上的應用突破。

  然而,陀螺儀的天花板已經到來。缺乏更多維度的數據,缺少更加精確的數據,使得陀螺儀在需要更高精度的VR、機器人等領域,已難堪大任。歡創科技創始人周琨,死磕計算機視覺十多年,找到了比IMU更適合精確定位的黑科技。

  利用計算機視覺的主動式光學定位技術,是打破陀螺儀天花板,帶來下一次應用革命的攻城利器。周琨,和他創辦的歡創科技,已經在這一浪潮的先鋒,向未來時代發動了一次又一次的沖擊。在深圳南山智園的辦公室里,周琨用一把游戲槍(射擊游戲手柄)和一副頭盔,演示了他將帶來的“下半場”。


  2003年周琨從清華畢業,學的是圖像處理與計算機視覺。原本是最前沿的黑科技,在21世紀初技術環境還不成熟之時卻成了屠龍之術。周琨輾轉改行,去了貝爾實驗室研發WCDMA。通訊產業其時突飛猛進,周琨在3G時代的黎明之前回國,在中國移動開發產品。

  在3G時代,周琨專精的圖像處理與計算機視覺技術終于有了用武之地。他與朋友合伙開發了一套通過攝像頭捕捉與監測運動數據的系統,客戶是當時正如火如荼遍地開花的健身房們。

  2014年,計算機視覺終于駛上了高速公路,在智能硬件浪潮之下,嗅覺敏銳的投資人們已經開始部署更黑科技的算法與傳感器技術。VR浪潮、智能家居浪潮催人奮進。周琨大有一身武藝準備出關大干一番事業的感覺。周琨成立了歡創科技,準備首先把自己最本行的計算機視覺空間定位技術,落地成產品。他首先瞄準的是大公司的“占領客廳”策略。

  機緣巧合,最初對歡創科技追捧最為熱切的公司是——快播??觳ゴ笃潦聵I部在2014年年初原本憋了一系列大招,希望通過快播盒子建立一個客廳娛樂的生態體系,通過投資與技術支持,各種內容與消費工具都陸續在接入,歡創科技的技術落地成為大屏游戲的交互終端,也在合作名單之列。不想在不到半年之后,快播這個名詞成為了歷史。


  快播的突然隕落給剛剛創辦的歡創科技帶來了第一次危機。原本歡創科技的創立,就是在一個“有保障”的狀態——快播的資金實力不錯,當時對客廳娛樂又充滿野心,而且對周琨的技術格外看好。可以說,如果當時順利,僅憑快播的訂單歡創就能夠快速長大。而歡創在誕生最初的幾個月,也是完全按照快播的情況來規劃研發進度和設計業務的。

  然而一夜之間,這個溫室被打破了。措手不及,歡創科技為此經歷好幾個難以入眠的夜晚。

  在2014年7月,歡創科技找到了快播之后的真正意義上的第一個客戶:創維。

  創維的訂單的確拯救了歡創。然而也不是一帆風順的。歡創開發基于單目視覺定位的射擊游戲外設(手槍手柄)被創維拿來作為消費者買電視附贈的贈品。但實際上能在創維電視上運行的射擊游戲非常有限。歡創甚至自己開發了第一人稱射擊游戲提供給創維。

  另一方面,將歡創的產品作為贈品意味著創維并不是認真的要在客廳娛樂上做什么動作。對創維來說,電視機的銷售量是第一位的。電視機上的游戲,對創維來說是促銷“贈品”。

  對歡創而言,創維在關鍵時刻提供訂單搭了把手,當然很好,但創維不是歡創能夠扎根長大的沃土。歡創既不能從創維獲得用戶,也不能獲得開發者。歡創的產品真的是否對創維電視的銷售量起到了作用,也無從考量。

  歡創的手槍手柄與大部分市面上的產品不同。歡創將攝像頭裝在了“手槍”的槍口。而通常在電視頂端安裝一個攝像頭的位置,歡創裝上的是一個紅外收發器。利用這種設計,歡創的“手槍”獲得了比其他視覺捕捉外設更廣闊的活動范圍。其計算單元內置在手柄中,利用紅外線信號直接與電視接收端交換運算結果的方案,在藍牙外設已經滿大街都是的2014年,也屬于異類。

  周琨充分發揮了自己團隊在算法上的優勢。利用紅外方案,不僅完全不用設置IMU,也無需考慮藍牙信號的干擾和丟包問題,而且利用算法解決了紅外信號傳輸數據量小,易受可見光干擾的問題。大道至簡,歡創在創維上第一代產品所表現的低成本,高響應,無延時給行業留下了深刻的印象。


  2015年1月份,樂視慕名找上門來。歡創終于找到了可以起飛的第一級引擎。

  相較于創維,樂視在互聯網思維上要先進的多。彼時樂視正在“生態”上發力,歡創的技術獨創型和產品落地能力給樂視留下了深刻的印象。樂視提出,歡創為樂視電視開發一套全新的射擊游戲手柄。樂視不僅為歡創提供銷售渠道,還幫助歡創對接內容與游戲。由此,樂視“超級槍王”誕生。

  樂視超級槍王產品給歡創帶來了持續增長的收入,在2015年,歡創告別了那個窘迫的起步期。由此進入了新的篇章。

  對于歡創科技來說,生產游戲手柄并非周琨的主業。在周琨看來,自己團隊所掌握的算法和方案能力,能大幅度提高射擊游戲手柄的性能并降低成本,他們就這樣去做了,而且結果證明他們的產品化與商業化能力在國內都屬上乘。但空間定位和位置追蹤算法有更廣闊的天地可以應用。

  周琨開始嘗試開發更多場景下的空間定位應用。而首當其沖的,在視覺空間定位領域最熱的公司,無疑是Oculus。


  Oculus的主營業務的確是虛擬現實,但Oculus在開發頭盔的同時,也自行開發了用于空間定位的是主動式光學定位系統Oculus
Constellation(“星座”)。“星座”系統利用紅外攝像頭捕捉和定位Oculus
Rift頭盔上隱藏著作為標記點的紅外燈。相對于HTC采用的激光定位技術,以及索尼的“三軸陀螺儀+可見光”定位技術,Oculus的這一技術路線,正是周琨鉆研的本行。

  周琨在2016年開發出了歡創科技代號M2的產品demo(M1是樂視的超級槍王)。準確的說,M2是一套解決方案,包括帶有紅外燈的VR頭盔外殼,以及一個帶有計算能力的單目攝像頭。


  周琨的這套方案在技術小圈子里引起了極大的關注。在VR領域國內開發空間定位技術的公司里,大部分追隨的是索尼PS
VR的技術路線——經歷了智能硬件尤其是可穿戴設備的熱潮,對多軸傳感器的IMU,國內的技術公司要熟悉的多,追蹤類似PS
VR單個目標的技術門檻也低很多;少量公司也在玩HTC所采用的激光定位,精準但昂貴。而有能力開發基于紅外線的主動式光學定位技術,還能把成本控制下來的,國內僅歡創科技一家。

  周琨把歡創的M2送到國內某互聯網巨頭做技術測試。他們的測試方法頗有意思,利用一臺愛普生六軸機械臂,把VR頭盔固定在機械臂上,根據機械臂位移的讀數,與定位系統捕捉出來的讀數對比。

  結果是歡創科技的M2,比Oculus的定位系統精度還要高10%。


  在2016年,大部分技術方案的市場競爭,已經越過了“人無我有”的階段,進入了“人有我優”的狀態。需要應用技術的大公司和大平臺,已經著眼于技術的可靠性、精確度,以及落地到產品和業務上的可行性。

  在歡創M1的時候,周琨的技術強項還不夠顯山露水,畢竟游戲手柄所傳輸的定位信號精確與否并不容易被感知。而且射擊游戲手柄,怎么都不像是黑科技的產物。

  但當行業里開始數起技術報告里小數點后面有幾個9時,周琨的能量才真正開始爆發。

  2016年,周琨帶著M2拜訪了中國商飛。這家承載著國產大飛機夢想的公司,提出了一個與機械臂測試法完全相反的需求——他們希望得到一套位置捕捉和監控系統,來確定裝配生產線上的機械臂動作和位移都是精確的。而且,希望這套系統在保障精度的同時大大降低成本。

  如果以高精度機械臂的讀數為準,周琨的位置追蹤是精確而可靠的,那么反過來,用周琨的方案來確定大批量的機械臂加工工件的精度,也是可行的。

  周琨由此開辟了歡創科技的工業技術業務線。為大規模運用自動化生產的工廠提供監測系統。


  周琨對歡創科技的未來提出了三級火箭的說法:如果說2015年,歡創科技在樂視的助力下實現了第一次騰飛,樂視電視和家庭游戲是歡創科技的第一級火箭引擎的話,接下來歡創還需要兩級火箭引擎——第二級火箭周琨看好VR領域,而第三級火箭則是“即插即用”模組。

  在VR領域,周琨剛剛在歡創的辦公室接待了HTC董事長王雪紅。HTC在2016年12月甫一宣布與深圳市政府合作成立VR研究院與VR投資基金,后腳就拜訪了歡創科技。在HTC的空間定位合作商Valve把lighthouse“開放”之后,業界也確有猜測HTC可能會自己開發或者尋找一個更為可控的空間定位合作商來保障HTC
VIVI的技術護城河。而歡創科技,顯然已經進入了HTC的視野。

  HTC會是歡創科技的第二級火箭嗎?周琨坦言“不知道”。HTC給周琨的反饋是“王董非常感興趣”,并督促周琨寄了一套樣品去測試。


  周琨在2017年1月的CES上,將會與VR廠商聯合展出。周琨把M2做成了一個可以在工廠里與VR頭盔一同裝配的標準化外殼,大部分VR一體機廠商,無需做任何工藝調整,就可以在硬件上與歡創科技的M2系統融合,成為一個帶有外部位置追蹤攝像頭的、具有精確空間定位能力的一體機——這比之前大部分VR一體機僅靠陀螺儀和慣性導航來定位,要靠譜的多。

  在“第二級火箭”這件事上,周琨已經做好了點火起飛的完全準備。與兩年前樂視找上門來時相比,歡創科技的團隊實力、產品化能力、對商業業務的理解,已經再上了一個臺階。周琨甚至把自己清華大學的導師,國內計算光學、3D重建與圖形圖像分析領域的學術界權威戴瓊海教授,請來歡創科技任首席科學家。在這個最前沿的風口,周琨調動起了學術界與工業界的一切力量來取得突破。

  而“第三級火箭”則是一個非常遠大的商業設想。周琨希望把M2方案升級后,做成攝像模組,這是一個即插即用的模組,可以讓幾乎任何設備立刻擁有高精度的空間定位與運動追蹤能力。

  如果說在M1和M2的階段,歡創科技做的都是利用自己在計算機視覺技術上的突破,以及算法優勢,通過更低成本的傳感器與信號獲得更精準的位置和運動數據,那么在“第三級火箭”的階段,大體邏輯也是一樣的。

  所有人都記得喬布斯在2010年iPhone
4發布會上,利用陀螺儀演示一個“拆積木”的游戲。喬布斯說:“我已經等不及想看到你們會玩出什么新花樣。”


  賦予手機乃至各種消費電子產品感知位置的能力,帶來了繁榮的移動應用生態。而周琨想要做的,是在巨人的肩膀上,利用計算機視覺技術,給萬物互聯帶來更精確的空間位置信息。

  事實上,這是已經開始萌芽的趨勢。當雙攝像頭成為手機標配時,攝像頭所負責的職責遠不僅僅是拍攝照片,更多的是采集數據尤其是位置數據。

  這是周琨大有作為的地方。正如幾乎當前數以億計的電子設備都內置了IMU,未來幾乎所有的設備,都會需要視覺定位模組。

  周琨正在一步一步接近這個以億為單位的“小目標”。

  這是周琨計劃中的第三級火箭。


  從2003年在計算機視覺學成出師,到不遠未來計算機視覺精準定位技術在消費端的普及,周琨花了十多年時間求學鉆研,籌備創業,而如今歡創科技漸入佳境,周琨準備再花十年把計算機視覺定位推廣到極致:更精準、更高性價比、無處不在。

  對周琨來說,借助三級火箭所攀登上的,不僅僅是技術的高峰,也是具有巨大社會意義和商業成就的高峰。

  可以想象,當一種標準化的全新的傳感器單元普及開,這個世界世界將再一次成為開發者的樂園,最終為消費者帶來一個全新的時代。

  周琨的遠大設想,超越了某個具體的應用方向,那是一個全面利用計算機視覺技術的新時代。而那個時代的天花板,也許在數十年之后還會面臨一次被打破。到時候,周琨的下一級火箭,又會是什么呢?

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