机器人
(文章来源:21IC电子网)
机器人底盘的技术壁垒在于,不同场景下的多传感器的融合具有一定的技术门槛。从物理层面上来看,机器人底盘则主要是众多传感器的集成,激光雷达、双目视觉、超声、红外、以及轮毂电机、轮子等必要的悬挂。而如何将物理层面的硬件进行集合,则需要相应的算法和软件等相应技术。
目前SLAM是业内主流的定位导航技术,当我们谈到SLAM时,最先问到的就是传感器。SLAM的实现难度和传感器的形式与安装方式密切相关,传感器分为激光和视觉两大类,所以SLAM定位导航技术中有激光SLAM和视觉SLAM之分。
激光SLAM脱胎于早期的基于测距的定位方法,激光雷达的出现和普及使得测量更快更准,信息更丰富。激光雷达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信息的点,被称为点云。通常,激光SLAM系统通过对不同时刻两片点云的匹配与比对,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自身的定位。
那什么是视觉SLAM呢?眼睛是人类获取外界信息的主要来源,视觉SLAM也具有类似特点,它可以从环境中获取海量的、富于冗余的纹理信息,拥有超强的场景辨识能力。早期的视觉SLAM基于滤波理论,其非线性的误差模型和巨大的计算量成为了它实用落地的障碍。随着近年相机技术和计算性能的进步,实时运行的视觉SLAM也已实现。
视觉SLAM的优点是它所利用的丰富纹理信息。例如两块尺寸相同内容却不同的广告牌,基于点云的激光SLAM算法无法区别他们,而视觉则可以轻易分辨。这带来了重定位、场景分类上无可比拟的巨大优势。
从应用场景来说,视觉SLAM的应用场景要丰富很多,在室内外均可工作,但是对光的依赖度很高,在暗处或无纹路区域无法工作,激光SLAM主要被应用在室内,用来进行地图构建和导航工作。从地图构建上,激光SLAM精度较高,国内思岚科技的PRLIDAR系列构建地图精度可达2cm左右,而视觉SLAM地图构建精度约3cm。
总的来说,激光SLAM是比较成熟的机器人底盘定位导航技术,而视觉SLAM技术是未来研究的主流方向,目前大部分厂商将视觉SLAM技术作为卖点配备在高端产品上,由于成本太高,尚且难以下沉到主流市场。
眼下,大多数机器人底盘企业使用的都是激光SLAM,但是研究视觉SLAM的企业也越来越多,例如布科思、艾芯智能、大道智创等,目前将激光SLAM和视觉SLAM等技术的融合应用还不太成熟,成本太过高昂,再加上机器人底盘对软硬件性能的要求较高,导致机器人底盘在市场上的形态还比较初级,无法应用到实际中去。
未来,多传感器融合是一种必然趋势,加快硬件处理能力、软件算法能力迭代,将视觉SLAM、激光SLAM取长补短,优势结合,为市场打造出最优的SLAM方案。
(责任编辑:fqj)
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