思嵐科技黃玨珅:SLAM讓機(jī)器人真正“活”起來(lái)
SLAM(simultaneous localization and mapping)即時(shí)定位與地圖構(gòu)建,顧名思義,是機(jī)器人或其他設(shè)備在自身位置不確定的未知環(huán)境中創(chuàng)建地圖(Mapping),同時(shí)利用地圖進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航(Localization),實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃(Navigation)的技術(shù)。
黃玨珅(上海思嵐科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO)
11月13至14日,由OFweek中國(guó)高科技行業(yè)門(mén)戶(hù)主辦,OFweek人工智能網(wǎng)承辦的“OFweek2017中國(guó)人工智能大會(huì)”在深圳舉辦。上海思嵐科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO黃玨珅先生在《SLAM及相關(guān)技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用》主題演講上,為觀眾詳細(xì)的闡述了SLAM在機(jī)器人領(lǐng)域中有怎樣的應(yīng)用。
在一開(kāi)始,黃玨珅先生為大家介紹了目前常見(jiàn)的家用機(jī)器人,包括掃地機(jī)器人,陪伴機(jī)器人、白家電機(jī)器人等等,這些都是目前我們生活中常接觸到的。然后是一些商用機(jī)器人,如迎賓機(jī)器人、導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人、送餐機(jī)器人、看護(hù)機(jī)器人等,這些都是在商業(yè)上已經(jīng)使用的機(jī)器人。
那么機(jī)器人需要哪些功能呢?黃玨珅先生介紹到,需要有聯(lián)網(wǎng)能力,能識(shí)別語(yǔ)音語(yǔ)義,可以自主移動(dòng),有圖形UI,還要能人臉識(shí)別。那么關(guān)于自主移動(dòng),還需要解決幾個(gè)問(wèn)題。此時(shí)黃玨珅先生在現(xiàn)場(chǎng)提出三個(gè)疑問(wèn),我在那里?我要去哪兒?我要怎么去?要想實(shí)現(xiàn)這些,就需要有實(shí)時(shí)定位自主建圖,此處還要加上路徑規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行的能力。
激光+SLAM(LIDAR SLAM)是目前機(jī)器人自主定位導(dǎo)航所使用的主流技術(shù)。激光測(cè)距相比較于圖像和超聲波測(cè)距,具有良好的指向性和高度聚焦性,是目前最可靠、穩(wěn)定的定位技術(shù)。激光雷達(dá)傳感器獲取地圖信息,構(gòu)建地圖,實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃與導(dǎo)航。
vSLAM技術(shù)是指機(jī)器人利用視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主定位與地圖創(chuàng)建,是一種非傳統(tǒng)的導(dǎo)航技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)能在未知及危險(xiǎn)環(huán)境利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)排障排險(xiǎn)工作,需要機(jī)器人感知環(huán)境信息,然后進(jìn)行自主導(dǎo)航。
那么我在哪里?我要去哪兒?這兩個(gè)問(wèn)題已經(jīng)解決了,那么最后一個(gè)我要怎么去?該如何解決呢?
那么這就要說(shuō)到路徑規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行該如何完美結(jié)合,這個(gè)需要多傳感器的融合。通過(guò)激光雷達(dá)來(lái)掃描周?chē)沫h(huán)境;再加上景深攝像頭判斷自己與物體之前的距離;運(yùn)用跌落傳感器來(lái)讓機(jī)器人明白自己是否處于邊沿區(qū)域,防止踏空跌落;運(yùn)用超聲波傳感器,可以探測(cè)到用景深傳感器無(wú)法看到的透明玻璃之類(lèi)的物體,防止碰撞;最后還要有碰撞傳感器,讓機(jī)器人在于其他物體,比如走動(dòng)的人相撞之時(shí),能夠及時(shí)調(diào)整自己的方向。
只有這些傳感器加上SLAM的結(jié)合才是一個(gè)完整的能夠正常使用的機(jī)器人,黃玨珅先生在大會(huì)上如此強(qiáng)調(diào)道。而Slamtec目前的給出了兩個(gè)答案,一個(gè)是Slamware 導(dǎo)航定位套裝,一個(gè)則是Apollo & ZEUS 機(jī)器人平臺(tái)。
黃玨珅先生在大會(huì)上為觀眾詳細(xì)解釋到,目前機(jī)器人的定位可分為相對(duì)定位和絕對(duì)定位兩種。前者是根據(jù)機(jī)器人本身或從環(huán)境中提取某些特征信息,如物體外部幾何結(jié)構(gòu)點(diǎn)、里程信息等,結(jié)合上一次的位置和姿態(tài)來(lái)判斷出機(jī)器人的當(dāng)前位姿,該方法靈活性高,有利于機(jī)器人的導(dǎo)航與定位,但誤差累積較大會(huì)造成定位精度降低。而后者是通過(guò)人們?cè)诃h(huán)境中預(yù)先設(shè)置的路標(biāo)或顯眼節(jié)點(diǎn)等來(lái)計(jì)算機(jī)器人實(shí)時(shí)的位姿,此法快速可靠,但適用范圍較窄,在無(wú)法設(shè)置路標(biāo)場(chǎng)合難以工作。通常將以上兩種方法相結(jié)合來(lái)提高機(jī)器人的定位精度。
隨后黃玨珅先生還拿掃地機(jī)器人來(lái)舉例,基于SLAM及相關(guān)技術(shù)給掃地機(jī)帶來(lái)的價(jià)值,當(dāng)沒(méi)有定位導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)候,掃地機(jī)器人如同一只無(wú)頭蒼蠅一般,只會(huì)走直線,當(dāng)碰撞到物體的時(shí)候才會(huì)轉(zhuǎn)向,效率非常低,并且可能有些地方也無(wú)法清潔到。當(dāng)使用定位導(dǎo)航的時(shí)候,掃地機(jī)器人就能夠現(xiàn)在房間中規(guī)劃自己的路徑,不僅時(shí)間短,并且效率高。
當(dāng)然SLAM技術(shù)不僅僅可以運(yùn)用在掃地機(jī)器人上面,黃玨珅先生最后也舉出了一些SLAM應(yīng)用的實(shí)例,比如移動(dòng)廣告、酒店服務(wù)、智能家居、自動(dòng)送餐、兒童陪伴、智能倉(cāng)儲(chǔ)等等,應(yīng)用的場(chǎng)景非常廣泛,因此SLAM今后的市場(chǎng)前景也很好,大家可以多加關(guān)注。
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