室内机器人导航技术解读

機器人能實現(xiàn)智能移動是現(xiàn)下研究的一大熱點，定位導航技術作為實現(xiàn)機器人自主移動的關鍵技術，其主要目的在于機器人能在無人干預的情況下，按照預先給定的任務命令，根據(jù)已知的地圖信息做出路徑規(guī)劃，并在移動過程中，實時感知周圍環(huán)境，根據(jù)實際情況調(diào)整自身的位置與姿態(tài)，引導自身安全的行走，直至到達目的地。

目前，在室內(nèi)機器人導航技術中主要涉及到以下幾種：慣性導航、電磁導航、二維碼導航、視覺導航及激光導航等。

慣性導航

慣性導航主要是依靠陀螺儀、加速度計等慣性傳感器獲取位置、速度等信息，成本較低，但容易造成累計誤差，在面積較大的復雜環(huán)境中，慣性導航的弊端會逐漸顯現(xiàn)出來，可以說是一種較為初級的室內(nèi)機器人定位導航技術。

電磁導航

電磁導航也被稱為地下埋線導航，是一種較為傳統(tǒng)的導航方式，主要是通過在行走路徑上埋設多條引導電纜，分別流過不同頻率的電流，通過感應線圈對電流的檢測來感知路徑信息，該技術簡單實用，但其成本高，改造和維護困難，且不適用于長距離導航。

二維碼導航

二維碼導航主要是通過攝像頭掃描地面上已鋪設好的二維碼，通過解析二維碼信息來獲取機器人當前位置，這種導航方式通常與慣性導航相結(jié)合，實現(xiàn)精準定位。具有定位精確；鋪設改變路徑較為容易；便于控制通訊及對聲光無干擾等優(yōu)點。但路徑需要定期維護，如果在復雜的場地，則二維碼需要經(jīng)常更換，對對陀螺儀的精度及使用壽命要求嚴格，另外對場地平整度有一定要求，相對來說價格較高

視覺導航

視覺導航是指機器人利用視覺系統(tǒng)（單目攝像頭或者雙目攝像頭）實現(xiàn)自主定位與地圖創(chuàng)建。使用攝像頭拍攝的圖片，先經(jīng)過特征提取、匹配、SFM來確定周圍環(huán)境，當機器需要定位或正常運動時，再使用拍攝圖片的特征跟structure匹配，來定位自身。這樣可以精確的解決機器人運動的問題，其具有成本較低，定位精確等優(yōu)點，但視覺導航技術對使用環(huán)境（地面、光線等）要求較高，運行的地面需要有紋理信息，當運行場地面積較大，繪制導航地圖的時間相比激光導航會長，而且該技術目前還不夠成熟。

激光導航

激光導航主要是采用2D或3D激光雷達，應用于機器人上主要以2D激光雷達為主，通過激光雷達，機器人可以實時采集周圍環(huán)境信息，并對采集到的環(huán)境信息呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準確角度和距離的點云數(shù)據(jù)，通過對不同時刻的兩片點云數(shù)據(jù)進行匹配與比對，計算激光雷達相對運動的距離和姿態(tài)的改變，也就完成了對機器人本身的定位。

激光雷達的出現(xiàn)使得測量更加精準，誤差模型更簡單，在室內(nèi)環(huán)境中運行穩(wěn)定，當然，除了室內(nèi)，針對室外（即使是強光直射）環(huán)境也同樣有運行穩(wěn)定的激光雷達。另外，由于點云信息本身包含直接的幾何關系，使得機器人的路徑規(guī)劃和導航變的更為直觀。

在以上機器人定位導航技術中，激光導航技術相對來說更為成熟，也是目前較為主流的室內(nèi)機器人定位導航技術，多見于室內(nèi)服務機器人中應用。在室內(nèi)機器人導航技術中以思嵐科技為主的激光導航技術已廣泛用于餐廳機器人、酒店機器人、銀行機器人、商場機器人等。

思嵐科技主要以激光雷達作為核心傳感器，通過結(jié)合自主研發(fā)的自主定位導航系統(tǒng)，可使機器人實現(xiàn)自主定位、自動建圖、路徑規(guī)劃與自動避障等功能，即使在各種復雜環(huán)境中，也能使機器人行動自如。

目前，思嵐科技的激光導航方案已遍布于亞歐美洲20多個國家和地區(qū)，服務超過2000家企業(yè)用戶，個人用戶累計超過10萬。作為全球最早從事機器人自主定位導航技術的企業(yè)，思嵐科技市場占有率已高達70%以上，其成熟的室內(nèi)機器人導航技術已應用于微軟、殼牌、優(yōu)必選、科大訊飛、軟銀等知名企業(yè)服務機器人項目中。