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服务机器人要实现智能化的交互体验，首先要具备环境感知能力。感知方式中，采用多传感融合是大趋势，包括
视觉识别、结构光、毫米波雷达、超声波、激光雷达等。考虑到家庭和公共场合的应用场景，未来低成本的激光
雷达+SLAM方案是不错的选择。随着商业化加快，激光雷达也有望迈向低成本化
伴随计算能力的提升，自动语音识别（ASR）识别能力越来越强。目前不少企业的语音识别错误率已经达到了实
用门槛。而在语义理解方面，词法和句法基本解决，语义目前仅是浅层处理，自然语言处理仍然困难重重，未来
有望伴随深度学习算法得以突破。除了语音交互方式外，图像识别算法突破也将会对语音语义交互领域形成补充
运动控制模块增强了服务机器人的移动和运动属性，目前家用服务机器人大多以电机控制为主。从产品属性看，
有步态行走和万向轮为代表的非步态行走，我们认为二者互有优劣，存在场景差异，不存在替代关系，可以共存
舵机是运控领域里比较核心的部件，对价格敏感，目前国内已经有企业突破了服务机器人专用舵机技术
芯片是是机器人的大脑，包括通用芯片和专用芯片，对于机器人来说，通用芯片和专用芯片各有千秋，未来各司
其职，涉及到深度神经网络，通用芯片中GPU和FPGA在解决复杂运算上优于传统CPU。操作系统方面，目前主
要以ROS和安卓系统为主，TuringOS、iBot OS等国产系统也在不断突破和孕育
投资建议：我们建议从两个角度把握投资机会：（1）关注技术型平台公司，如AI芯片、OS、语音语义、感知等环
节，重点公司包括地平线、图灵、寒武纪、智臻智能、云知声、科大讯飞、思岚科技等；（2）关注在细分领域做
应用开发的企业，基于特定场景整合行业资源，重点关注的公司包括康力优蓝、科沃斯、优必选、未来伙伴等公
司。上市公司建议关注巨星科技、康力电梯、慈星股份、机器人、科大讯飞（广发计算机覆盖）等
风险提示：服务机器人市场需求低于预期；行业过度竞争；核心技术突破低于预期
Table_Report 相关研究：
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智能机器人系列报告二：智能的世界，正在发生的场景革命 2016-07-19
智能机器人系列报告一：从英伟达谈起，AI芯片创造新的智能世界 2016-06-05
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专题研究|专用设备
目录索引
一、服务机器人核心技术：多模态交互技术 .......... 5
1.1 智能机器人三大核心技术模块：感知+交互+运控5
1.2 服务机器人多场景特征，多模态交互融合是关键7
二、感知模块：多传感融合，SLAM+激光雷达是核心 ...... 8
2.1 与视觉相比，激光雷达+SLAM的方案优势突出 .. 8
2.2 多传感融合是服务机器人感知环境的大趋势 ...... 10
2.3 国内外服务机器人感知模块案例分析 ..... 12
2.4 激光雷达迈向产业化，有望打破价格瓶颈 ......... 16
三、交互模块：语音达商用门槛，语义理解亟待提升 ...... 19
3.1 智能语音技术已经达到商用门槛19
3.2 语义理解仍需时日，静待深度学习算法突破 ...... 21
3.3 图像识别对语音语义交互领域形成补充 . 23
四、运控模块：步态与非步态，不是替代，而是共生 ...... 27
4.1 液压已突破瓶颈，电机控制有待提升 ..... 27
4.2 运控模块中，舵机是核心部件.... 28
五、其他模块：AI智能芯片与机器人操作系统 .... 31
5.1 AI智能芯片：通用与专用并行，各司其职 ......... 31
5.2 两大主流操作系统之外，国产系统正在孕育 ...... 32
六、投资建议与风险提示 .. 35
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专题研究|专用设备
图表索引
图1：服务机器人的核心模块和技术 .......... 5
图2：三大核心模块5
图3：细分模块的成熟度和重要性排序 ...... 6
图4：交互方式的更替 ........ 7
图5：激光雷达成像8
图6：激光雷达成像9
图7：激光雷达在服务机器人上面的全面应用 ..... 10
图8：激光雷达“眼”中的世界 ... 11
图9：Mobileye在中国识别超载车辆遇到困难 .... 12
图10：谷歌测试无人车对于儿童和吉祥物的识别12
图11：BigDog机器人头部配有西克激光雷达 .... 13
图12：BigDog机器人配置的传感器 ....... 13
图13：BigDog机器人配置的传感器一览13
图14：Atlas机器人在外界干预下重新定位物体并完成搬运任务 ........... 14
图15：人型机器人NAO配置的传感器 ... 14
图16：Pepper机器人配置的传感器 ....... 15
图17：“Neato Botvac D”激光导航扫地机器人16
图18：路径规划式扫地机器人不同技术路线对比16
图19：国内激光雷达领域产业化进程 ...... 18
图20：激光雷达的价格发展趋势 . 18
图21：语音语义发展历史19
图22：自动语音识别流程19
图23：语音识别错误率比较 ......... 20
图24：自然语言处理 ........ 21
图25：自然语言处理的难点 ......... 22
图26：深度学习在自然语言处理的帮助 .. 22
图27：图像识别过程 ........ 23
图28：图像应用领域 ........ 24
图29：十年前文本和自然条件下OCR识别率对比 ......... 24
图30：2014年微软亚洲研究院极大提升了自然条件下OCR识别率 ...... 25
图31：ImageNet历年成绩 .......... 25
图32：图像识别未来研究方向 ..... 26
图33：Atlas和Asimo对比 ........ 27
图34：服务机器人两种行走方式 . 27
图35：不同机器人运控和价格对比 .......... 28
图36：舵机组成 ... 28
图37：韩国Robotis的Dynamixel系列舵机参数与价格关系 ... 29
图38：优必选舵机 ........... 30
图39：国内外几种典型舵机比较 . 30
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专题研究|专用设备
图40：CPU、GPU、FPGA不同线程下处理速度对比图31
图41：寒武纪1号与TrueNorth对比 ..... 31
图42：通用芯片和专用芯片对比 . 32
图43：几种机器人操作系统对比 . 32
图44：安卓系统搭载的硬件设备逐年递增 ........... 33
图45：安卓生态圈应用数全球第一 .......... 33
图46：使用ROS系统的机器人类型数 .... 34
图47：使用ROS作为操作系统的机器人分布 ..... 35
表1：激光雷达和视觉定位方式的对比 ...... 9
表2: 国内外激光雷达企业及产品应用领域 .......... 17
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专题研究|专用设备
一、服务机器人核心技术：多模态交互技术
1.1 智能机器人三大核心技术模块：感知+交互+运控
整个服务机器人产业建立在三大核心技术模块：人机交互及识别模块、环境感知模
块、运动控制模块。依托于三大模块，机器人有基础的硬件：电池模组、电源模组、
主机、存储器、专用芯片等，还有操作系统：ROS、Linux、安卓等；由硬件和操作
系统构成机器人整机，整合基础硬件、系统、算法、控制元件，形成满足一定行走
能力和交互能力的机器人整机；在此基础上形成各种基础应用开发，基于机器人操
作系统开发的控制类APP、管理员APP和各类应用程序App等；产生的数据将有群
组服务、云服务、大数据服务等
图1：服务机器人的核心模块和技术
数据来源：广发证券发展研究中心
服务机器人的交互能力、感知能力、运动能力对应三大模块。交互模块包括语音识
别、语义识别、语音合成、图像识别等，相当于人的大脑；感知模块借助于各种传
感器、陀螺仪、激光雷达、相机、摄像头等，相当于人的眼、耳、鼻、皮肤等；运
控模块包括舵机、电机、芯片等
图2：三大核心模块
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