???? 一提到服務(wù)機(jī)器人厕九，你腦海中出現(xiàn)的會(huì)是什么蓖捶？《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》中的“萌神”大白？還是《機(jī)器人瓦力》中的掃地機(jī)器人瓦力扁远？雖然這些機(jī)器人都“無(wú)所不能”俊鱼，但回歸到現(xiàn)實(shí)，不談炫酷的人臉識(shí)別畅买、語(yǔ)音交互這些功能并闲，卻連基本的自主行走（即定位導(dǎo)航）功能都似“奢侈”。要知道服務(wù)機(jī)器人高質(zhì)量地完成“任務(wù)”離不開(kāi)準(zhǔn)確可靠的定位導(dǎo)航技術(shù)谷羞。
隨著市場(chǎng)的不斷走高帝火，預(yù)計(jì)2020年，服務(wù)機(jī)器人年銷售收入有望超過(guò)300億元，市場(chǎng)定位和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的需求讓導(dǎo)航定位成為刻不容緩的任務(wù)犀填，SLAM（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建）作為自主定位導(dǎo)航技術(shù)的重要突破口蠢壹，如何順勢(shì)而為？
激光SLAM將成主流
對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏浩，工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人可謂“冰火兩重天”知残。上海思嵐科技有限公司CEO陳士凱表示，雖然從工業(yè)機(jī)器人角度來(lái)說(shuō)比庄，國(guó)內(nèi)還存在諸多短板求妹，如核心元器件、電機(jī)佳窑、傳感器等制恍，但服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的芯片廠商神凑、傳感器净神、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域都各有所長(zhǎng)，發(fā)展正逢其時(shí)溉委。
對(duì)服務(wù)機(jī)器人來(lái)說(shuō)鹃唯，能說(shuō)能看是“大腦”做的事，而導(dǎo)航定位的角色如同“小腦”瓣喊∑禄牛“假如用金字塔來(lái)表示機(jī)器人技術(shù)，那么定位導(dǎo)航可謂構(gòu)建服務(wù)機(jī)器人的核心關(guān)鍵藻三。傳統(tǒng)的視覺(jué)定位導(dǎo)航洪橘、GPS定位導(dǎo)航、超聲波定位導(dǎo)航等或多或少都有缺憾棵帽，日漸勢(shì)微熄求。而SLAM在解決了其運(yùn)算量巨大匆绣、需要PC級(jí)別處理器的瓶頸之后礁阁，開(kāi)始乘勢(shì)而起稠曼≈睾兀” 陳士凱指出爬迟。
據(jù)悉城须，SLAM技術(shù)是機(jī)器人在自身位置不確定的條件下质和，在完全未知環(huán)境中創(chuàng)建地圖火鼻，同時(shí)利用地圖進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航隶垮。并且藻雪，在實(shí)時(shí)定位中由于通過(guò)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)估計(jì)得到的位置信息通常具有較大的誤差，一般需要使用測(cè)距單元探測(cè)的周圍環(huán)境信息來(lái)更正位置狸吞。
在激光測(cè)距勉耀、超聲波測(cè)距以及圖像測(cè)距這幾種方式中指煎，激光雷達(dá)憑借良好的指向性和高度聚焦性，使得激光雷達(dá)+SLAM技術(shù)相結(jié)合的激光SLAM將成顯性的主流定位導(dǎo)航方式便斥。
業(yè)界預(yù)測(cè)至壤，一套SLAM采集系統(tǒng)一天可采集5萬(wàn)平方米的室內(nèi)數(shù)據(jù)，未來(lái)5年枢纠，將有500億平方米的室內(nèi)空間將以SLAM技術(shù)方式被采集像街，且會(huì)以更高效率滿足不同應(yīng)用需要。
在前半年我國(guó)發(fā)布的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中晋渺，特別指出在智能型公共服務(wù)機(jī)器人中镰绎，“導(dǎo)航方式采用激光SLAM，最大移動(dòng)速度0.6m/s木西，定位精度±100mm畴栖，具備自主行走、人機(jī)交互八千、講解吗讶、導(dǎo)引等功能”×道Γ可見(jiàn)照皆，激光SLAM的技術(shù)優(yōu)越性，加上政策層面的鼓勵(lì)與支持沸停，未來(lái)的發(fā)展?jié)摿善凇?/p>
需求著重三大維度
要知道纵寝，SLAM算法本身是開(kāi)源的，學(xué)術(shù)界的研究也持續(xù)了近20年星立，但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于計(jì)算量巨大葬凳，需要配置一臺(tái)電腦作為處理器绰垂，成為限制SLAM算法從實(shí)驗(yàn)室走向民用市場(chǎng)最大的瓶頸，因而算法的改進(jìn)至關(guān)重要火焰。
陳士凱表示劲装，一般SLAM可分為基于外部感知的環(huán)境特征提取、遞推形式的預(yù)測(cè)和更新算法以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)三個(gè)步驟昌简，算法至關(guān)重要占业。SLAM以往主流的是 A* 算法，它的路徑是根據(jù)已知地圖纯赎，預(yù)先規(guī)劃好的谦疾，一旦機(jī)器人前往目的地的過(guò)程中遇到了新的障礙物，就只好完全停下來(lái)犬金，等待障礙物離開(kāi)或者重新規(guī)劃路徑了念恍。
而思嵐通過(guò)自創(chuàng)的D*算法六剥，即動(dòng)態(tài)啟發(fā)式路徑搜索算法，可以讓機(jī)器人在陌生環(huán)境中行動(dòng)自如峰伙，在瞬息萬(wàn)變的環(huán)境中游刃有余疗疟。而通過(guò)改善算法原理和實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，思嵐也成功地將Intel的Edison處理器固化到其自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)SLAMWARE中瞳氓，它只有硬幣大小策彤，非常方便用戶進(jìn)行集成。
“思嵐方案以自主研發(fā)的激光雷達(dá)RPLIDAR作為核心傳感器匣摘，采樣頻率高達(dá)10Hz店诗，采樣次數(shù)為每秒4000次，是目前低成本激光雷達(dá)范圍內(nèi)的最高速度恋沃。通過(guò)SLAMWARE內(nèi)置的先進(jìn)算法驅(qū)動(dòng)必搞，可在未知環(huán)境中實(shí)時(shí)提供定位，并構(gòu)建最高達(dá)2cm分辨率的環(huán)境地圖囊咏∷≈蓿”陳士凱強(qiáng)調(diào)。
對(duì)于客戶的訴求梅割，陳士凱表示側(cè)重以下幾個(gè)維度：
一是易用性霜第，而客戶不需要額外開(kāi)發(fā)調(diào)試和二次開(kāi)發(fā)，裝上SLAMWARE户辞，即可使機(jī)器人具有自主定位導(dǎo)航能力泌类，不僅大幅降低研發(fā)時(shí)間，還可利用SLAMWARE提供的通訊接口底燎，結(jié)合SDK進(jìn)行靈活刃榨、多樣的功能擴(kuò)展。
二是低成本双仍，使得處在產(chǎn)業(yè)初期的服務(wù)機(jī)器人使用定位導(dǎo)航技術(shù)亦沒(méi)有成本壓力枢希，而這背后是過(guò)硬的算法支撐。
三是精確度朱沃，一些類似的方案需要客戶開(kāi)機(jī)之后花半小時(shí)一小時(shí)先把位置的地圖定位構(gòu)建起來(lái)才能用苞轿，體驗(yàn)不好，而思嵐的方案可讓服務(wù)機(jī)器人邊服務(wù)邊構(gòu)建逗物。
此外搬卒，由于服務(wù)機(jī)器人的工作環(huán)境都比較復(fù)雜，各種傳感器數(shù)據(jù)的分析亦非常重要翎卓。
“SLAMWARE還支持超聲波契邀、防跌落傳感器、碰撞傳感器和深度攝像頭數(shù)據(jù)失暴，利用多種傳感器信息融合蹂安，實(shí)現(xiàn)更加智能椭迎、實(shí)用的自主運(yùn)動(dòng)。同時(shí)田盈，SLAMWARE可以實(shí)現(xiàn)基于激光特征識(shí)別的回充對(duì)接技術(shù)畜号，即機(jī)器人在移動(dòng)后不會(huì)迷路≡是疲”陳士凱強(qiáng)調(diào)說(shuō)简软。
未來(lái)將不斷升級(jí)
目前SLAM技術(shù)已在市場(chǎng)上得到較廣泛的應(yīng)用，陳士凱笑言在世界機(jī)器人大會(huì)的服務(wù)機(jī)器人廠商大多是思嵐的客戶述暂。但隨著服務(wù)機(jī)器人的內(nèi)涵式發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的升級(jí)痹升，SLAM也需要不斷的“進(jìn)化”才能“共同成長(zhǎng)”。
陳士凱認(rèn)為畦韭，服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)即將爆發(fā)疼蛾，SLAM將日趨重要，這一技術(shù)也將持續(xù)拓展：一是目前導(dǎo)航定位方案室內(nèi)室外不能通用艺配，或只能在平地使用察郁，需不斷改進(jìn)來(lái)適應(yīng)不同場(chǎng)景。二是導(dǎo)航定位是其基本的功能转唉，未來(lái)還將集成更多與應(yīng)用所需的功能皮钠，并通過(guò)集成提供交鑰匙方案。三是如今研發(fā)是一種方案赠法，但實(shí)際工程應(yīng)用是另一種方案麦轰，未來(lái)一兩年內(nèi)或?qū)?shí)現(xiàn)統(tǒng)一。
在業(yè)內(nèi)關(guān)注的服務(wù)機(jī)器人操作系統(tǒng)層面砖织，行業(yè)可謂“各行其道”款侵。 “如同早期的電腦業(yè)一樣，目前服務(wù)機(jī)器人各家都用不同的OS侧纯，對(duì)用戶開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)造成了極大的不便新锈，也不利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來(lái)服務(wù)機(jī)器人將會(huì)有標(biāo)準(zhǔn)的OS脫穎而出茂蚓，成為標(biāo)配√昊希”陳士凱分析說(shuō)聋涨，“服務(wù)機(jī)器人對(duì)OS的要求在于具有機(jī)器人相關(guān)的功能如語(yǔ)音交互、導(dǎo)航定位等负乡，好用易用牍白，這還需要時(shí)間《都”
在SLAM算法方面不斷精進(jìn)的思嵐茂腥，對(duì)未來(lái)也有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃狸涌。陳士凱表示，思嵐科技年底會(huì)發(fā)布全新的算法方案最岗。同時(shí)帕胆，激光雷達(dá)采樣頻率將達(dá)到30-50Hz，采樣次數(shù)將上升至每秒10000次以上般渡。未來(lái)還將不斷秉承開(kāi)放和合作的態(tài)度懒豹，致力于為服務(wù)機(jī)器人提供交鑰匙的全套解決方案。
（本文轉(zhuǎn)載自《智慧產(chǎn)品圈》）
