隨著人工智能技術的發(fā)展和社會需求的變化,服務機器人市場需求強勁,將超越工業(yè)機器人的增速,成為機器人行業(yè)的下一個風口,而服務機器人區(qū)別于工業(yè)機器人的關鍵技術是,可以自主定位、自主路徑規(guī)劃和自主避障。
當我們身處某地,可以通過眼睛觀察周邊環(huán)境,如果想要去另一個地方,需判斷最佳路徑,當然也會同時避開障礙物,順利到達目的地。那么對于移動機器人來說,如何實現(xiàn)這樣的定位與導航呢?
以機器人的同步建圖與定位技術為前提
近年來,一種在確定自身位置的同時構造環(huán)境模型的方法,常被用來解決機器人定位與建圖問題。這種被稱為SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)的方法,是移動機器人智能水平的最好體現(xiàn),是否具備同步建圖與定位的能力被普遍認為是機器人能否實現(xiàn)自主的關鍵前提條件。
目前,常用的SLAM技術主要分為兩類,一類是基于視覺傳感器的VSLAM,另一類是基于激光傳感器的激光SLAM。
視覺SLAM專指利用攝像機、Kinect等深度像機來做室內導航和探索。到目前為止,室內的視覺SLAM仍處于研究階段,遠未到實際應用的程度,一方面,編寫和使用視覺SLAM需要大量的專業(yè)知識,算法的實時性未達到實用要求,另一方面,視覺SLAM生成的地圖(多數(shù)是點云)不能用來做機器人的路徑規(guī)劃,需要進一步探索和研究。
與視覺SLAM不同的是,激光SLAM技術已較為成熟,也是目前為止最穩(wěn)定、可靠的高性能SLAM方式。
與其投入大量成本 不少公司更愿意選擇打包解決方案
隨著激光雷達價格進一步降低,核心傳感器低成本化成為可能,不少服務機器人廠商也開始著手研發(fā)SLAM算法,但實際進展并不理想。我們采訪了幾家服務機器人廠商,起初他們選擇采用ROS(Robot OpraTIon System)實現(xiàn)定位與建圖,雖然是開源系統(tǒng),可以快速入門,但系統(tǒng)對于硬件要求較高,這無形中也提高了用戶成本。此外,對于服務機器人來說,與用戶開展實時互動是很重要的一項應用,而ROS自身的系統(tǒng)設計無法保證實時性,目前還不適合于真正的產品開發(fā)。在嘗試采用ROS后,他們轉而研發(fā)SLAM算法,但整體系統(tǒng)非常復雜,算法編程需要大量的專業(yè)知識積累,開發(fā)難度大,周期長。
對于服務機器人廠商來說,與其投入巨大的精力去研發(fā)SLAM算法,他們更愿意選擇提供打包解決方案的公司,而自身只需專注于開發(fā)機器人上層結構,這樣可以節(jié)約大量成本。
據(jù)了解,目前國內思嵐科技在激光SLAM方面已有成熟的產品,利用其自主研發(fā)的激光雷達作為核心傳感器,通過SLAMWARE內置的先進算法驅動,可在未知環(huán)境中實時提供定位。并構建最高達5cm分辨率的環(huán)境地圖。在實現(xiàn)定位與建圖外,同時采用D*動態(tài)即時路徑規(guī)劃算法,可自動搜索前往目標的最短路徑并控制機器人行動。
縱觀全球,能提供定位導航方案的公司并不多,思嵐科技作為國內首屈一指的機器人定位導航方案提供商,在國內已占據(jù)70%以上的市場,目前優(yōu)必選、新松等知名機器人企業(yè)均為思嵐科技的合作伙伴,思嵐科技的出現(xiàn)為機器人帝國的擴張鋪平了道路。
在我國發(fā)布的《機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中,特別指出在智能型公共服務機器人中,“導航方式采用激光SLAM,最大移動速度0.6m/s,定位精度±100mm,具備自主行走、人機交互、講解、導引等功能”??梢姡す釹LAM的技術優(yōu)越性,加上政策層面的鼓勵與支持,未來的發(fā)展?jié)摿善凇?/p>