智能机器人三大核心技术（一）

 

随着人工智能技术的进步，我国服务机器人产业迎来了蓬勃发展，据预测，2019年我国服务机器人市场规模约为22亿美元。基于不同的应用场景，在该领域衍生出各类形态不一的服务机器人，如餐厅送餐机器人、商场导购机器人、银行柜台机器人等，虽功用不同，但这类机器人想要拥有高效的感知、识别等能力，离不开这些关键技术的辅助和帮助。

定位导航、人机交互及环境交互是智能服务机器人中常见的三大通用技术层。

定位导航技术是实现机器人智能行走的第一步，本质上就是帮助机器人实现自主定位、建图、路径规划及避障等能力。

在这里就需要涉及到机器人的感知能力，需要借助眼睛（如激光雷达）来帮助机器人完成周围环境的扫描，配合相应的算法，构建有效的地图数据，完成运算，实现机器人的自主定位导航。

按照所实现的功能划分，自主定位导航技术主要包含了以下内容：

在实际工作中，每个部分都是紧密相连的，下图展示的是一个典型自主定位导航系统内部各组件的框架：

在实现机器人定位导航技术中，目前主要涉及到激光SLAM及视觉SLAM ,激光SLAM主要采用2D或3D激光雷达，但应用于机器人上主要以2D激光雷达为主，通过激光雷达可实时采集周围物体的环境信息，对采集到的物体信息呈现出一系列分散的、具有准确角度和距离的点云数据，通过激光SLAM系统对不同时刻的两片点云数据进行匹配与比对，计算激光雷达相对运动的距离和姿态的改变，也就完成了对机器人本身的定位。

而视觉SLAM方案目前主要有两种实现路径，一种是基于RGBD的深度摄像机，比如Kinect，还有一种就是基于单目、双目或者鱼眼摄像头。基于深度摄像机的视觉SLAM，与激光SLAM类似，也是通过收集到的点云数据，来计算障碍物的距离。基于单目、鱼眼相机的视觉SLAM方案，主要是利用多帧图像来估计自身的位姿变化，再通过累计位姿变化来计算距离物体的距离，并进行定位与地图构建。

近年来，由于视觉SLAM受环境光限制较多，无法在暗处工作，目前仍处于研发和应用拓展及产品逐渐落地阶段。而激光SLAM凭借稳定性高、不受光线影响等优势，再加上激光雷达成本的逐渐下降，被认为是目前最具优势的定位导航方案。

思岚科技作为国内最早出现在机器人定位导航技术赛道的企业之一，在激光SLAM技术中已有领先优势，经过多年的技术沉淀，思岚科技自主研发的定位导航方案已辐射于亚欧美洲等20多个国家和地区，拥有超过2000家企业用户及个人用户累计10万+，作为全球最早从事机器人自主定位导航技术的企业，目前思岚科技市场占有率高达70%以上，其成熟的机器人自主定位导航方案已应用于微软、壳牌、优必选、科大讯飞、软银等知名企业服务机器人项目中。

据了解，思岚科技机器人定位导航方案主要由高性能激光雷达RPLIDAR与定位导航控制核心SLAMWARE core构成，具有家用版及商用版之分，家用版测距范围为12米，而商用版则可达到25米甚至是40米。该导航套装，可帮助机器人在未知环境中实时提供定位、自主构建最高达5cm分辨率的环境地图，同时采用D*动态即时路径规划算法，机器人可自动完成路径规划，在陌生环境中行动自如，并躲避动态障碍物。

除此之外，为了帮助企业快速实现机器人的开发，以最快速度抢占市场先机，思岚科技还推出了通用型服务机器人开发平台，其内置高性能SLAMWARE自主定位导航系统，不仅为机器人提供了最基本的自主行走能力，还支持虚拟墙和虚拟轨道、自主返回充电、第三方应用拓展及楼层建图导航，自动电梯控制等多种功能。用户可根据实际需要搭载不同应用，无需外部环境调整及人为编程设置，可适用于商场、医院、餐厅、咖啡厅等各大服务场所。机器人开发平台的出现，使得企业可大量降低研发成本，将更多的精力投入到机器人上层应用研发中。

在实现机器人的自主定位导航中，未来多传感器融合将是大势所趋，其中包括激光雷达、超声波、防跌落、防碰撞及深度摄像头等传感器，思岚科技的机器人开发平台就基于了多传感器融合技术，使其产生更全面、可靠的信息，精准反映被检测物体的特性，让机器人实现更智能的行走。