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  • 实现移动机器人导航的核心技术解读

     

    自主導(dǎo)航是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能的一個(gè)重要標(biāo)志,在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)中,SLAM技術(shù)成為目前主流的定位技術(shù),行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的服務(wù)機(jī)器人企業(yè),大多采用了SLAM技術(shù)。

    實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)解讀

    SLAM(即時(shí)定位與地圖構(gòu)建),主要用于研究機(jī)器人移動(dòng)的智能化,在完全未知的環(huán)境中,配備激光雷達(dá)等核心傳感器后,SLAM技術(shù)可以幫助機(jī)器人構(gòu)建室內(nèi)環(huán)境地圖,助力機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主行走。

    目前,基于SLAM的定位導(dǎo)航技術(shù),有激光SLAM和視覺SLAM之分,激光SLAM技術(shù)相結(jié)合的激光定位導(dǎo)航主要是通過對目標(biāo)物發(fā)射激光信號,再根據(jù)從物體反射回來的信號時(shí)間差來計(jì)算這段距離,然后再發(fā)射激光的角度來確定物體和發(fā)射器的角度,從而得出物體與發(fā)射器的相對位置。

    實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)解讀

    而視覺SLAM定位導(dǎo)航技術(shù)包含了攝像機(jī)(CCD圖像傳感器)、視頻信號數(shù)字化設(shè)備、基于DSP的快速信號處理器、計(jì)算機(jī)及其外設(shè)等。而它的的工作原理簡單說來就是對機(jī)器人周邊的環(huán)境進(jìn)行光學(xué)處理,先用攝像頭進(jìn)行圖像信息采集,將采集的信息進(jìn)行壓縮,然后將它反饋到一個(gè)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法構(gòu)成的學(xué)習(xí)子系統(tǒng),再由學(xué)習(xí)子系統(tǒng)將采集到的圖像信息和機(jī)器人的實(shí)際位置聯(lián)系起來,完成機(jī)器人的自主導(dǎo)航定位功能。

    激光SLAM和視覺SLAM兩種技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn),激光的缺點(diǎn)毋庸置疑,傳統(tǒng)激光雷達(dá)很貴,第二很多方面不大靈活。視覺SLAM對于環(huán)境光影的變化或者室內(nèi)比較昏暗的場景是無法使用的,而激光SLAM導(dǎo)航的精度更能得到有效保障,能更好的適應(yīng)室內(nèi)環(huán)境。

    基于SLAM自主導(dǎo)航技術(shù)的開發(fā)是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的工作,但它是釋放移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的關(guān)鍵一環(huán)。經(jīng)過近年來的發(fā)展,激光SLAM技術(shù)相對來說更成熟,目前,基于激光SLAM導(dǎo)航方案已經(jīng)有了非常大的應(yīng)用空間。尤其是在室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人上,市面上已有接近成熟的機(jī)器人導(dǎo)航方案,上海思嵐科技有限公司(以下簡稱:思嵐科技)在基于SLAM的自主導(dǎo)航整體解決方案上已取得了重大突破,能夠最大限度降低機(jī)器人企業(yè)的研發(fā)成本。

    思嵐科技是最早將激光SLAM用于服務(wù)機(jī)器人的企業(yè),其推出的機(jī)器人定位導(dǎo)航套裝包含360激光掃描測距雷達(dá)RPLIDAR及模塊化自主定位導(dǎo)航模塊SLAMWARE,可幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主構(gòu)建地圖、實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃與自動(dòng)避開障礙物等功能。

    ?實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)解讀

    據(jù)了解,這套機(jī)器人導(dǎo)航套裝有家用版及商用版之分,主要區(qū)別在于激光雷達(dá)的測距范圍,目前家用版測距范圍為12米,而商用版測距范圍則為25米,廠家可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

    針對家庭、辦公等大部分環(huán)境,服務(wù)機(jī)器人的活動(dòng)范圍有限,定位建圖相對簡單,廠家可以選擇12米的家用版開發(fā)套件。而商場、展覽館等大型建筑物,室內(nèi)面積可達(dá)幾萬平方米,內(nèi)部往往還有長長的走廊,測距范圍為12米的激光雷達(dá)無法探測到走廊盡頭,實(shí)際建圖結(jié)果無法滿足需要,廠家則可選用測距范圍為25米的商用版開發(fā)套件。同時(shí),它提供豐富接口,服務(wù)機(jī)器人企業(yè)僅需完成機(jī)器人底盤與應(yīng)用層開發(fā)。

    如今,基于SLAM的自主導(dǎo)航技術(shù)已取得很大改進(jìn),自上世紀(jì)80年代SLAM提出問題以來,SLAM技術(shù)經(jīng)歷過三代技術(shù)更新,第一代SLAM技術(shù)基于KALMAN濾波器,只適用于一些點(diǎn)狀地圖;第二代SLAM技術(shù)基于粒子濾波器,在大場景的閉環(huán)能力比較弱;第三代SLAM技術(shù)是基于圖優(yōu)化的原理,整個(gè)理論框架都不一樣,以及解決問題的思維也完全不一樣。而思嵐科技就是基于第三代SLAM技術(shù)去做機(jī)器人導(dǎo)航的解決方案。

    關(guān)鍵字:机器人导航技术

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