一個(gè)月以前，一篇文章引發(fā)多方的討論，一種算法受到多位行家的熱議，一家初創(chuàng)企業(yè)及其創(chuàng)始人得到了前所未有的關(guān)注。

　　這位曾站在風(fēng)口浪尖上的創(chuàng)業(yè)者站了出來(lái)，直面眾議，力求從技術(shù)角度剖析解讀其算法的獨(dú)創(chuàng)性，解答公眾的疑問(wèn)，也“洗白”自己。值得一提的是，他還將出席6月15-16日在京舉辦的WGDC2016地理信息開(kāi)發(fā)者大會(huì)上進(jìn)行演講。

　　他叫熊彪，DIPPER公司創(chuàng)始人，激光雷達(dá)領(lǐng)域的博士，畢業(yè)于荷蘭屯特大學(xué)的地理信息科學(xué)與地球觀(guān)測(cè)學(xué)院，早年曾就讀于武漢大學(xué)。

　　2003年，熊彪進(jìn)入武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院學(xué)習(xí)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)。他表示，在受到測(cè)繪工程的整體訓(xùn)練，有一個(gè)全面基礎(chǔ)后，對(duì)攝影測(cè)量這個(gè)方向產(chǎn)生濃厚興趣。本科畢業(yè)后，他進(jìn)入武漢大學(xué)的遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深造，在江萬(wàn)壽教授指導(dǎo)下攻讀碩士學(xué)位。遙感實(shí)驗(yàn)室治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，視野開(kāi)闊，并提供了許多國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)踐機(jī)會(huì)。得益于江老師的言傳身教，他的知識(shí)積累與動(dòng)手能力也得到提升。

　　然而，國(guó)內(nèi)科研往往追求短平快的發(fā)展，難以實(shí)現(xiàn)重大突破，這就導(dǎo)致了核心技術(shù)被國(guó)外公司所壟斷。從而國(guó)內(nèi)企業(yè)只能做一些利潤(rùn)率較低的業(yè)務(wù)，不利于技術(shù)的持續(xù)積累與企業(yè)的發(fā)展。對(duì)此，熊彪一面表達(dá)了深深的無(wú)奈，一面又積極地尋找破解之道。最終，到國(guó)外去深造、與國(guó)際專(zhuān)家切磋交流的想法，驅(qū)使他遠(yuǎn)赴荷蘭求學(xué)。

　　無(wú)疑，熊彪是幸運(yùn)的，他選擇了激光雷達(dá)領(lǐng)域的世界級(jí)專(zhuān)家喬治·沃塞爾曼教授(George Vosselman)作為博士導(dǎo)師，并選擇了最具挑戰(zhàn)的課題之一——基于機(jī)載激光雷達(dá)的三維房屋重建。攻讀博士期間，他不僅深入鉆研該領(lǐng)域現(xiàn)有的技術(shù)，還廣泛涉獵人工智能等領(lǐng)域。

　　經(jīng)過(guò)幾年的潛心研究，他的工作取得了幾項(xiàng)重大突破，其獨(dú)創(chuàng)的算法在多個(gè)城市應(yīng)用中表現(xiàn)優(yōu)異?；诖?，他看到了科技成果轉(zhuǎn)化為商業(yè)化產(chǎn)品的可能性。于是，2014年底，他與幾位同樣懷揣著希望人人都能用上三維地圖夢(mèng)想的年輕人一道在荷蘭創(chuàng)立了DIPPER公司，并聘請(qǐng)沃塞爾曼教授擔(dān)任技術(shù)總顧問(wèn)。

　　談及其獨(dú)創(chuàng)性的技術(shù)方案，熊彪非常自信。即便傳來(lái)一些質(zhì)疑的聲音，他也認(rèn)為這并非是壞事，既說(shuō)明了他們所從事工作的重要性，又能感受到市場(chǎng)對(duì)激光雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的殷切期望。

　　顯然，激光測(cè)圖擁有廣闊的市場(chǎng)潛力，但當(dāng)前，國(guó)際通用的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件多年來(lái)未取得技術(shù)突破，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，商業(yè)軟件的發(fā)展大大滯后于學(xué)術(shù)界日新月異的技術(shù)進(jìn)步。縱然激光雷達(dá)被寄予厚望，但龐大的數(shù)據(jù)處理難度，仍舊讓很多人望而卻步，國(guó)內(nèi)有一些單位，采集數(shù)據(jù)不少，處理出的結(jié)果卻很少，正如面對(duì)著一座金礦，卻不知從何下手。

　　熊彪表示，他希望通過(guò)他的詳細(xì)解答以及對(duì)激光雷達(dá)行業(yè)的認(rèn)識(shí)，消除大家的疑慮，從而讓行業(yè)真正了解DIPPER公司的所作所為，并積極謀求日后的共同發(fā)展。以下是3sNews對(duì)熊彪的一些采訪(fǎng)實(shí)錄，且看他能否成功“洗白”?

　　3sNews:請(qǐng)您解讀一下貴公司產(chǎn)品的技術(shù)原理?

　　熊彪：激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高級(jí)處理包括點(diǎn)云識(shí)別和三維建模兩部分，這是關(guān)系數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度的最核心問(wèn)題，也是DIPPER重點(diǎn)突破的地方。

　　通過(guò)分析局部范圍內(nèi)激光點(diǎn)的分布情況，再結(jié)合物體的上下文信息，我們可以準(zhǔn)確分析每個(gè)激光點(diǎn)所屬物體的類(lèi)別，從而在激光點(diǎn)云中將它們輕松分離。由此，DIPPER公司研究出一套有效的特征集，再利用大規(guī)模數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集去學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。支持向量機(jī)以及隨機(jī)森林被證明為當(dāng)前最有效的計(jì)算機(jī)分類(lèi)算法，使用自動(dòng)識(shí)別有效地達(dá)到90%以上的準(zhǔn)確率。

　　DIPPER的另一強(qiáng)項(xiàng)是針對(duì)不同的物體采用不同的三維建模手段，從而成功恢復(fù)物體的真實(shí)面貌。模型驅(qū)動(dòng)的方法適用于電塔、鐵軌這種具有強(qiáng)規(guī)則、強(qiáng)重復(fù)的物體，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法適用于地面、道路這種規(guī)律性弱但本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的物體，充分結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和模型驅(qū)動(dòng)的方法適用于房屋這種具有規(guī)律性但又不是很強(qiáng)規(guī)律的物體。有了一系列實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們建立起一整套有普適能力的房屋基元庫(kù)，從而能準(zhǔn)確建模所有樣式的房屋，這是DIPPER一大突破。

　　此外，DIPPER成功實(shí)現(xiàn)屋面鄰接拓?fù)鋱D的自動(dòng)修復(fù)。由于數(shù)據(jù)缺少，屋面識(shí)別算法有誤等不可避免的原因，屋面鄰接拓?fù)鋱D總存在一些錯(cuò)誤，如不做修正，以此為基礎(chǔ)重建的三維模型必定有誤。我們發(fā)現(xiàn)，很多錯(cuò)誤是重復(fù)性的，有規(guī)律可循的，而每一種錯(cuò)誤都有一種相應(yīng)的修正方法。通過(guò)分析成千上萬(wàn)的房子，我們將常見(jiàn)錯(cuò)誤以及修正方法儲(chǔ)存到一個(gè)字典中。此后，計(jì)算機(jī)就能在字典中查找待修正房屋的錯(cuò)誤及對(duì)應(yīng)修正方案，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)。值得一提的是，這個(gè)字典是可擴(kuò)充的。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)新的錯(cuò)誤，可將其收入字典，這極大地保證了字典對(duì)不同地區(qū)數(shù)據(jù)的適應(yīng)能力。

　　3sNews：該技術(shù)是否實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的全自動(dòng)化處理?

　　熊彪：眾所周知，完全自動(dòng)化并保證超高精度的技術(shù)極其難以實(shí)現(xiàn)。在場(chǎng)景識(shí)別、三維建模中，如果說(shuō)是某個(gè)軟件是完全自動(dòng)化的，那必定有一部分結(jié)果的質(zhì)量達(dá)不到要求。目前人工智能中，人臉識(shí)別技術(shù)算是非常成熟了，但只能有90%多的識(shí)別準(zhǔn)確率，而且輸入的圖像質(zhì)量比較高。

　　遙感數(shù)據(jù)都是在自然條件下獲取，難以控制數(shù)據(jù)采集時(shí)的天氣等外在因素，這都意味著遙感數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理的難度。經(jīng)過(guò)多年努力，DIPPER的軟件針對(duì)歐洲房屋將自動(dòng)三維重建的準(zhǔn)確率逐步提升至95%。再想提高一步，哪怕是1個(gè)百分點(diǎn)，都要付出更多努力。此時(shí)，提高算法對(duì)不同地區(qū)數(shù)據(jù)的適應(yīng)能力，用工程管理的方法解決人工智能剩下的問(wèn)題，以及將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，顯得更加重要。

　　3sNews：DIPPER技術(shù)應(yīng)用是否存在局限性?目前商業(yè)化應(yīng)用取得了哪些進(jìn)展?

　　當(dāng)前，DIPPER的技術(shù)主要針對(duì)機(jī)載激光雷達(dá)獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)常見(jiàn)的城市、森林、電力場(chǎng)景等都有豐富的處理經(jīng)驗(yàn)。然而，對(duì)于一些傾斜影像密集匹配的點(diǎn)云，由于其精度還較低，高自動(dòng)化的建模實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。機(jī)載激光雷達(dá)與車(chē)載和靜態(tài)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)相比，數(shù)據(jù)類(lèi)型一樣，但其空中視角與街景、室內(nèi)的視角大相徑庭，因而數(shù)據(jù)處理也有很大差異。目前，車(chē)載、靜態(tài)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理并不成熟，還需要DIPPER及同行們更多的努力，共同解決這些問(wèn)題，推動(dòng)激光制圖的快速發(fā)展。

　　如今，我們已經(jīng)成功地重建了五個(gè)荷蘭城市的三維模型，并與阿姆斯特丹、海牙等城市合作，以完善三維城市在智慧城市方面的應(yīng)用。值得一提的是，我們正與瑞士皇家科學(xué)院院士阿明·格林(Armin Gruen)教授組成團(tuán)隊(duì)，共同申請(qǐng)新加坡的三維城市方面的科研項(xiàng)目，以期進(jìn)一步提高我們的技術(shù)實(shí)力。通過(guò)與KPN、Arcmea、loyal delta等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商、城市規(guī)劃、保險(xiǎn)、游戲等領(lǐng)域的公司合作，DIPPER力求讓三維城市從只能呈現(xiàn)3D視覺(jué)效果的尷尬局面，推進(jìn)到各個(gè)垂直領(lǐng)域，以求改進(jìn)工作效率、提高生活質(zhì)量。

　　當(dāng)然，作為一家有著中國(guó)基因的初創(chuàng)公司，我們自然不想錯(cuò)過(guò)國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展的市場(chǎng)。實(shí)際上，我們已經(jīng)在城市、鐵路、電力等方面和國(guó)內(nèi)單位開(kāi)展應(yīng)用和合作，也希望能與更多伙伴開(kāi)展合作，共同推動(dòng)激光制圖的發(fā)展。

　　3sNews: 您如何評(píng)價(jià)激光雷達(dá)市場(chǎng)的現(xiàn)狀與未來(lái)?

　　激光雷達(dá)與攝影測(cè)量相比，有精度高，對(duì)樹(shù)木有穿透能力，以及不受天氣影響這幾個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)培育，激光制圖已經(jīng)迅速發(fā)展成長(zhǎng)為一種重要的測(cè)繪手段，其應(yīng)用也正快速推廣到水文、農(nóng)業(yè)、鐵路、電力、考古、導(dǎo)航、城市管理等等垂直市場(chǎng)。歐美多個(gè)國(guó)家已采集完全國(guó)或部分范圍的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)。雖然我國(guó)在激光雷達(dá)制圖方面起步晚，但對(duì)激光雷達(dá)技術(shù)的需求更加迫切。伴隨著未來(lái)的大規(guī)模應(yīng)用，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)領(lǐng)域的核心技術(shù)方面必然后來(lái)居上。

　　當(dāng)前，激光測(cè)圖的作業(yè)效率還有很大提高空間，與其它傳統(tǒng)技術(shù)相比，還遠(yuǎn)未達(dá)到質(zhì)變，并沒(méi)有給我們帶來(lái)足夠驚艷。激光雷達(dá)作業(yè)有三大困境：一是硬件以及數(shù)據(jù)采集的費(fèi)用依舊高昂，極大地限制了激光制圖的應(yīng)用;二是激光雷達(dá)采集的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于其他技術(shù)方案，市面上的軟件難以滿(mǎn)足對(duì)數(shù)據(jù)處理軟件的較高要求，物體的識(shí)別和建模均需大量的手工工作;三是市場(chǎng)對(duì)激光制圖這一技術(shù)還沒(méi)有足夠認(rèn)識(shí)度。

　　隨著激光雷達(dá)市場(chǎng)的成熟，硬件生產(chǎn)和測(cè)圖作業(yè)的規(guī)?；紩?huì)有效地?cái)偙蝹€(gè)硬件的成本。有遠(yuǎn)見(jiàn)的硬件廠(chǎng)商會(huì)根據(jù)市場(chǎng)需求，研發(fā)出專(zhuān)業(yè)但價(jià)格低的硬件，正如同在無(wú)人車(chē)熱潮中火爆銷(xiāo)售的Velodyne掃描儀一樣，物美價(jià)廉的激光掃描儀也將迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。與此同時(shí)，flash模式的激光掃描儀正逐漸成熟，將大幅度提高作業(yè)效率并極大降低作業(yè)成本。

　　需要指出的是，學(xué)術(shù)界正在逐個(gè)攻克激光數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)，科技成果將被快速商業(yè)化，以DIPPER為代表的新一代激光點(diǎn)云處理軟件將會(huì)日益滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。隨著人工智能的快速發(fā)展及其在點(diǎn)云處理上的成功應(yīng)用，數(shù)據(jù)處理軟件將更加智能化。硬件與軟件的發(fā)展將同時(shí)發(fā)力，在未來(lái)幾年內(nèi)將共同推動(dòng)激光制圖產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)。

　　他還有一個(gè)大大的夢(mèng)想

　　熊彪直言，他計(jì)劃以荷蘭為基地，練好內(nèi)功的同時(shí)快速發(fā)展其他市場(chǎng)，并將中國(guó)為一個(gè)重要戰(zhàn)略支持點(diǎn)，從而建立起跨國(guó)公司，而其目標(biāo)則是要成為全球最強(qiáng)大的三維地圖提供商和服務(wù)商。

　　誠(chéng)然，距離這些目標(biāo)，這家創(chuàng)立不足兩年的初創(chuàng)企業(yè)還有很遠(yuǎn)的路要走，但激光雷達(dá)仍是一個(gè)方興未艾的新領(lǐng)域，蘊(yùn)藏著無(wú)限的可能性。夢(mèng)想還是要有的，萬(wàn)一實(shí)現(xiàn)了呢?

　　想不想現(xiàn)場(chǎng)聆聽(tīng)熊彪的精彩演講?那就快來(lái)WGDC2016地理信息開(kāi)發(fā)者大會(huì)吧。(文|3sNews 龍薇)