　　一個月以前，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，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，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地理信息開發(fā)者大會上進(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)與地球觀測學(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)測繪學(xué)院學(xué)習(xí)測繪工程專業(yè)。他表示，在受到測繪工程的整體訓(xùn)練，有一個全面基礎(chǔ)后，對攝影測量這個方向產(chǎn)生濃厚興趣。本科畢業(yè)后，他進(jìn)入武漢大學(xué)的遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深造，在江萬壽教授指導(dǎo)下攻讀碩士學(xué)位。遙感實(shí)驗(yàn)室治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，視野開闊，并提供了許多國家重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)踐機(jī)會。得益于江老師的言傳身教，他的知識積累與動手能力也得到提升。

　　然而，國內(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)被國外公司所壟斷。從而國內(nèi)企業(yè)只能做一些利潤率較低的業(yè)務(wù)，不利于技術(shù)的持續(xù)積累與企業(yè)的發(fā)展。對此，熊彪一面表達(dá)了深深的無奈，一面又積極地尋找破解之道。最終，到國外去深造、與國際專家切磋交流的想法，驅(qū)使他遠(yuǎn)赴荷蘭求學(xué)。

　　無疑，熊彪是幸運(yùn)的，他選擇了激光雷達(dá)領(lǐng)域的世界級專家喬治·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想的年輕人一道在荷蘭創(chuàng)立了DIPPER公司，并聘請沃塞爾曼教授擔(dān)任技術(shù)總顧問。

　　談及其獨(dú)創(chuàng)性的技術(shù)方案，熊彪非常自信。即便傳來一些質(zhì)疑的聲音，他也認(rèn)為這并非是壞事，既說明了他們所從事工作的重要性，又能感受到市場對激光雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的殷切期望。

　　顯然，激光測圖擁有廣闊的市場潛力，但當(dāng)前，國際通用的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件多年來未取得技術(shù)突破，遠(yuǎn)不能滿足市場需求，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?？v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，正如面對著一座金礦，卻不知從何下手。

　　熊彪表示，他希望通過他的詳細(xì)解答以及對激光雷達(dá)行業(yè)的認(rèn)識，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對熊彪的一些采訪實(shí)錄，且看他能否成功“洗白”?

　　3sNews:請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)的高級處理包括點(diǎn)云識別和三維建模兩部分，這是關(guān)系數(shù)據(jù)處理自動化程度的最核心問題，也是DIPPER重點(diǎn)突破的地方。

　　通過分析局部范圍內(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)確分析每個激光點(diǎn)所屬物體的類別，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)分類算法，使用自動識別有效地達(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)簡單的物體，充分結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動和模型驅(qū)動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，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的自動修復(fù)。由于數(shù)據(jù)缺少，屋面識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)，很多錯誤是重復(fù)性的，有規(guī)律可循的，而每一種錯誤都有一種相應(yīng)的修正方法。通過分析成千上萬的房子，我們將常見錯誤以及修正方法儲存到一個字典中。此后，計(jì)算機(jī)就能在字典中查找待修正房屋的錯誤及對應(yīng)修正方案，從而實(shí)現(xiàn)自動修復(fù)。值得一提的是，這個字典是可擴(kuò)充的。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)新的錯誤，可將其收入字典，這極大地保證了字典對不同地區(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)的全自動化處理?

　　熊彪：眾所周知，完全自動化并保證超高精度的技術(shù)極其難以實(shí)現(xiàn)。在場景識別、三維建模中，如果說是某個軟件是完全自動化的，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，人臉識別技術(shù)算是非常成熟了，但只能有90%多的識別準(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)采集時的天氣等外在因素，這都意味著遙感數(shù)據(jù)的自動化處理的難度。經(jīng)過多年努力，DIPPER的軟件針對歐洲房屋將自動三維重建的準(zhǔn)確率逐步提升至95%。再想提高一步，哪怕是1個百分點(diǎn)，都要付出更多努力。此時，提高算法對不同地區(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)主要針對機(jī)載激光雷達(dá)獲得的數(shù)據(jù)，對常見的城市、森林、電力場景等都有豐富的處理經(jīng)驗(yàn)。然而，對于一些傾斜影像密集匹配的點(diǎn)云，由于其精度還較低，高自動化的建模實(shí)現(xiàn)起來比較困難。機(jī)載激光雷達(dá)與車載和靜態(tài)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)相比，數(shù)據(jù)類型一樣，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，車載、靜態(tài)數(shù)據(jù)的自動化處理并不成熟，還需要DIPPER及同行們更多的努力，共同解決這些問題，推動激光制圖的快速發(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。通過與KPN、Arcmea、loyal delta等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商、城市規(guī)劃、保險、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視覺效果的尷尬局面，推進(jìn)到各個垂直領(lǐng)域，以求改進(jìn)工作效率、提高生活質(zhì)量。

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

　　3sNews: 您如何評價激光雷達(dá)市場的現(xiàn)狀與未來?

　　激光雷達(dá)與攝影測量相比，有精度高，對樹木有穿透能力，以及不受天氣影響這幾個顯著優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過十多年的技術(shù)發(fā)展和市場培育，激光制圖已經(jīng)迅速發(fā)展成長為一種重要的測繪手段，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。歐美多個國家已采集完全國或部分范圍的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)。雖然我國在激光雷達(dá)制圖方面起步晚，但對激光雷達(dá)技術(shù)的需求更加迫切。伴隨著未來的大規(guī)模應(yīng)用，國內(nèi)激光雷達(dá)領(lǐng)域的核心技術(shù)方面必然后來居上。

　　當(dāng)前，激光測圖的作業(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，并沒有給我們帶來足夠驚艷。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足對數(shù)據(jù)處理軟件的較高要求，物體的識別和建模均需大量的手工工作;三是市場對激光制圖這一技術(shù)還沒有足夠認(rèn)識度。

　　隨著激光雷達(dá)市場的成熟，硬件生產(chǎn)和測圖作業(yè)的規(guī)?；紩行У?cái)偙蝹€硬件的成本。有遠(yuǎn)見的硬件廠商會根據(jù)市場需求，研發(fā)出專業(yè)但價格低的硬件，正如同在無人車熱潮中火爆銷售的Velodyne掃描儀一樣，物美價廉的激光掃描儀也將迅速占領(lǐng)市場。與此同時，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)云處理軟件將會日益滿足市場需求。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)展將同時發(fā)力，在未來幾年內(nèi)將共同推動激光制圖產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長。