北京工业大学针对移动机器人在城市楼宇、园区巡检等复杂动态场景中 “感知精度低、动态适应性差、导航不可靠” 等痛点，研发了移动机器人智能感知与 3D 导航计算单元，目前已在仿人机器人及服务机器人中应用，具有良好产业化前景。该计算单元核心技术包括：基于多传感器融合的动态环境感知技术，集成深度相机、激光雷达等传感器，开发语义分割与点云配准算法，实现场景特征实时检测与理解；构建轻量化感知计算单元（重量 1.139kg，功率 22.26W），嵌入式平台支持三维模型建模（更新周期 0.33s，延时 < 0.5s）；设计融合短期与长期记忆的导航算法，生成多属性语义地图，可通行区域正确率达 93.3%，静态环境 2m 内平面位置精度 ±1.5cm。已在北理工 BHR-8 型仿人机器人完成 3 个月测试，并应用于云迹科技服务机器人，解决了动态环境感知弱、定位精度低等问题，为移动机器人自主移动提供关键技术支撑。

传统移动机器人感知导航技术存在 “硬件笨重、动态适应弱、导航精度低” 等局限，本成果通过技术创新实现突破，核心亮点如下：1. 轻量化低功耗设计：感知计算单元重量仅 1.139kg，功率 22.26W，较同类产品减重 60%、功耗降低 50%，适配仿人机器人、服务机器人等轻量化设备，解决 “负载大、续航短” 难题；2. 多传感器融合感知：融合深度相机与激光雷达数据，开发 FF-LOGO 点云配准算法（发表于 ICRA）及动态环境 RGB-D SLAM 方法，实现复杂场景实时建模（更新周期 0.33s），场景理解准确率超 90%，较单一传感器抗干扰能力提升 40%；3. 高鲁棒性导航算法：构建多属性语义地图，融合短期记忆局部规划与长期记忆全局规划，可通行区域生成正确率 93.3%，静态环境定位精度达 ±1.5cm，动态场景避障响应时间 < 0.5s，解决导航卡顿问题；4. 强兼容性与扩展性：已适配 BHR-8 型仿人机器人及云迹科技服务机器人，支持工业、服务等多场景快速部署，算法接口开放，便于第三方机器人集成，适配周期≤7 天。

本项目研发的智能感知与 3D 导航计算单元主要应用于移动机器人自主导航场景，具体包括： 1. 服务机器人领域：在酒店、商场等场所的服务机器人中，提升非结构环境动态感知能力，云迹科技应用后机器人导航卡顿率下降 70%，客户投诉减少 50%； 2. 仿人机器人领域：为 BHR-8 等仿人机器人提供环境感知与导航支持，使其在复杂楼宇场景中自主避障、路径规划，拓展仿人机器人在巡检、陪伴等领域的应用； 3. 工业与园区巡检：适配工厂 AGV、园区巡检机器人，实时检测设备与环境异常，某工业园区应用后巡检效率提升 3 倍，漏检率降至 1% 以下； 4. 特种机器人延伸：拓展至消防、核辐射检测等特种机器人，通过高精度导航与环境感知，替代人工进入危险场景作业，提升任务安全性。 随着移动机器人市场规模年增 14.59%（2023 年达 212 亿元），该计算单元预计 3 年内覆盖国内 30% 以上中高端移动机器人，成为核心导航部件。

（按解决该项成果技术问题所作贡献大小排序）1. 马楠（团队负责人）：北京工业大学教授、博士生导师，青年北京学者，国家重点研发计划项目负责人，智能感知与自主控制教育部工程研究中心副主任。主导多传感器融合感知与导航算法研发，提出轻量化计算单元设计方案，获 2022 年中国图象图形学学会科技进步一等奖等，发表论文 80 余篇，申请专利 30 项，是成果核心研发者；2. 智能交互团队：由机器视觉、无人驾驶领域研究人员组成，负责动态环境感知算法、点云配准技术开发，在 ICRA 等顶级会议发表论文，开发的 SLAM 方法获发明专利；3. 硬件与集成团队：负责轻量化感知单元的硬件选型与嵌入式平台开发，优化传感器布局与功耗控制，实现 1.139kg 的轻量化设计；4. 应用测试团队：对接北理工、云迹科技等单位，开展机器人整机测试与算法优化，验证计算单元在不同场景的适配性与稳定性。

为了研发该成果，团队累计投入包括算法研发、硬件试制、测试验证等经费（含国家重点研发计划等项目支持），目前已在云迹科技等企业实现应用，产生经济效益。 针对技术迭代，尚需投入经费用于算法轻量化优化、多场景适配扩展，预计 1 年内完成，提升大规模产业化能力。 成果在推动科学技术进步方面，突破移动机器人感知导航瓶颈，提升我国在该领域的技术竞争力；在经济效益方面，预计 3 年内带动相关产业增收 20 亿元，形成年销售额 3 亿元的市场规模；在社会效益方面，推动移动机器人在服务、工业等领域普及，提高生产生活效率，减少危险场景人工投入，具有显著综合价值。

拟通过面议方式推动成果转化，具体包括： 1. 技术转让：向机器人制造商转让核心算法（感知融合、导航规划）及硬件设计方案，许可其生产集成该计算单元的机器人产品； 2. 合作开发：与移动机器人企业联合开发定制化感知导航模块，针对特定场景（如工业巡检、家庭服务）优化算法与硬件，共享研发成果； 3. 技术服务：为机器人企业提供计算单元集成调试、算法升级等服务，助力现有产品性能提升。 转化目标：1 年内实现 5 家以上企业技术对接，2 年内应用于 1000 台以上移动机器人，3 年内成为国内移动机器人感知导航领域主流供应商。