隨著人工智能技術的進步,我國服務機器人產(chǎn)業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展,據(jù)預測,2019年我國服務機器人市場規(guī)模約為22億美元。基于不同的應用場景,在該領域衍生出各類形態(tài)不一的服務機器人,如餐廳送餐機器人、商場導購機器人、銀行柜臺機器人等,雖功用不同,但這類機器人想要擁有高效的感知、識別等能力,離不開這些關鍵技術的輔助和幫助。
定位導航、人機交互及環(huán)境交互是智能服務機器人中常見的三大通用技術層。
定位導航技術是實現(xiàn)機器人智能行走的第一步,本質上就是幫助機器人實現(xiàn)自主定位、建圖、路徑規(guī)劃及避障等能力。
在這里就需要涉及到機器人的感知能力,需要借助眼睛(如激光雷達)來幫助機器人完成周圍環(huán)境的掃描,配合相應的算法,構建有效的地圖數(shù)據(jù),完成運算,實現(xiàn)機器人的自主定位導航。
按照所實現(xiàn)的功能劃分,自主定位導航技術主要包含了以下內(nèi)容:
在實際工作中,每個部分都是緊密相連的,下圖展示的是一個典型自主定位導航系統(tǒng)內(nèi)部各組件的框架:
在實現(xiàn)機器人定位導航技術中,目前主要涉及到激光SLAM及視覺SLAM ,激光SLAM主要采用2D或3D激光雷達,但應用于機器人上主要以2D激光雷達為主,通過激光雷達可實時采集周圍物體的環(huán)境信息,對采集到的物體信息呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準確角度和距離的點云數(shù)據(jù),通過激光SLAM系統(tǒng)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。
而視覺SLAM方案目前主要有兩種實現(xiàn)路徑,一種是基于RGBD的深度攝像機,比如Kinect,還有一種就是基于單目、雙目或者魚眼攝像頭?;谏疃葦z像機的視覺SLAM,與激光SLAM類似,也是通過收集到的點云數(shù)據(jù),來計算障礙物的距離?;趩文?、魚眼相機的視覺SLAM方案,主要是利用多幀圖像來估計自身的位姿變化,再通過累計位姿變化來計算距離物體的距離,并進行定位與地圖構建。
近年來,由于視覺SLAM受環(huán)境光限制較多,無法在暗處工作,目前仍處于研發(fā)和應用拓展及產(chǎn)品逐漸落地階段。而激光SLAM憑借穩(wěn)定性高、不受光線影響等優(yōu)勢,再加上激光雷達成本的逐漸下降,被認為是目前最具優(yōu)勢的定位導航方案。
思嵐科技作為國內(nèi)最早出現(xiàn)在機器人定位導航技術賽道的企業(yè)之一,在激光SLAM技術中已有領先優(yōu)勢,經(jīng)過多年的技術沉淀,思嵐科技自主研發(fā)的定位導航方案已輻射于亞歐美洲等20多個國家和地區(qū),擁有超過2000家企業(yè)用戶及個人用戶累計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),目前思嵐科技市場占有率高達70%以上,其成熟的機器人自主定位導航方案已應用于微軟、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。
據(jù)了解,思嵐科技機器人定位導航方案主要由高性能激光雷達RPLIDAR與定位導航控制核心SLAMWARE core構成,具有家用版及商用版之分,家用版測距范圍為12米,而商用版則可達到25米甚至是40米。該導航套裝,可幫助機器人在未知環(huán)境中實時提供定位、自主構建最高達5cm分辨率的環(huán)境地圖,同時采用D*動態(tài)即時路徑規(guī)劃算法,機器人可自動完成路徑規(guī)劃,在陌生環(huán)境中行動自如,并躲避動態(tài)障礙物。
除此之外,為了幫助企業(yè)快速實現(xiàn)機器人的開發(fā),以最快速度搶占市場先機,思嵐科技還推出了通用型服務機器人開發(fā)平臺,其內(nèi)置高性能SLAMWARE自主定位導航系統(tǒng),不僅為機器人提供了最基本的自主行走能力,還支持虛擬墻和虛擬軌道、自主返回充電、第三方應用拓展及樓層建圖導航,自動電梯控制等多種功能。用戶可根據(jù)實際需要搭載不同應用,無需外部環(huán)境調(diào)整及人為編程設置,可適用于商場、醫(yī)院、餐廳、咖啡廳等各大服務場所。機器人開發(fā)平臺的出現(xiàn),使得企業(yè)可大量降低研發(fā)成本,將更多的精力投入到機器人上層應用研發(fā)中。
在實現(xiàn)機器人的自主定位導航中,未來多傳感器融合將是大勢所趨,其中包括激光雷達、超聲波、防跌落、防碰撞及深度攝像頭等傳感器,思嵐科技的機器人開發(fā)平臺就基于了多傳感器融合技術,使其產(chǎn)生更全面、可靠的信息,精準反映被檢測物體的特性,讓機器人實現(xiàn)更智能的行走。
聲明:本欄目僅代表作者個人觀點,不代表思嵐科技立場
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