移動機器人如何利用視覺SLAM發(fā)揮其潛力

今天，移動機器人被廣泛用于工業(yè)自動化領域。但仔細觀察它們所部署的應用類型，你會發(fā)現(xiàn)一個共同的主題。無論它們是在生產線的上游運送物資，還是在下游處理成品，或者在倉庫里搬運托盤，今天的移動機器人在結構化、平面化、靜態(tài)化的環(huán)境中茁壯成長，并且經常用反光鏡或其他標記來指示。

當使用當今領先的定位技術規(guī)劃移動機器人部署時，不可能避免在準確性、處理動態(tài)環(huán)境的能力、修改操作區(qū)域的靈活性以及設置和維護成本這四個相互競爭的要求之間進行拉鋸戰(zhàn)。例如，直線跟蹤、二維（2D）和三維（3D）激光雷達以及激光插值，都能滿足其中的兩個或三個標準，但不能滿足所有四個標準。

2D LiDAR vs 3D LiDAR

為了使移動機器人技術發(fā)揮其潛力，它需要一個定位解決方案，讓它走出今天的困境。易于設置、準確、靈活，并且能夠處理室內和室外的高度動態(tài)環(huán)境。一個可以輕松部署的解決方案，不需要專家知識，也不需要額外的基礎設施。

當我們說視覺是移動機器人技術的未來時，這是因為我們發(fā)現(xiàn)，視覺與慣性傳感和人工智能傳感器融合在一起，使移動機器人能夠做人們每天都在做的事情：在移動過程中自主地感知周圍的環(huán)境，智能地繪制它們，并在該地圖中進行自我定位。

Sevensense視覺SLAM的好處

我們的3D視覺SLAM技術是由賽文森公司內部開發(fā)的，使用安裝在移動機器人上的多個視覺攝像機來實時觀察周圍環(huán)境。將圖像數(shù)據(jù)與機器人前進過程中收集到的慣性數(shù)據(jù)相融合，就會形成一個高度精確的周圍空間的三維地圖。通過將它看到的圖像與存儲在地圖中的圖像相匹配，機器人可以在該空間的任何地方立即定位自己。

Sevensense VSLAM的主要優(yōu)點之一是地圖繪制永不停止。三維地圖始終是最新的，甚至可以反映出周圍環(huán)境的細微變化，無論它們是在地面還是在更高的地方。此外，它還能自動整合其作業(yè)區(qū)域的整體布局變化，在遇到新的細節(jié)時更新地圖。

因為這個過程是完全自動化的，所以不需要人類干預，就可以將傳感數(shù)據(jù)轉化為機器人用來定位的高清地圖，從而使測繪快速、簡便、高度精確。在部署中，我們發(fā)現(xiàn)精確度在四毫米左右，遠遠超過最苛刻的應用所要求的厘米級精確度。

通過Alphasense Position將視覺SLAM帶入市場

今年早些時候，我們將我們的Sevensense 3D VSLAM技術以Alphasense Position的形式推向市場，這是第一個用于即插即用視覺SLAM的工業(yè)級多攝像頭解決方案。Alphasense Position旨在為任何類型的移動地面車輛提供VSLAM技術，它提供完整的3D地圖和姿態(tài)輸出，使機器人能夠在不平坦的地形、坡道和多個樓層進行導航。

該解決方案即使在最具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中也能提供厘米級的定位精度，如大型開放空間或長而無特色的走廊，而不需要任何外部基礎設施。其高質量的攝像機設計用于室內和室外操作，確保在所有照明和天氣條件下的可靠性能。

Alphasense Position的初始化和部署快速而簡單，不會造成停機，也不需要昂貴的工具。該解決方案使用最先進的算法來自主校準生產系統(tǒng)并創(chuàng)建高度精確的3D地圖，這些地圖可以在車隊中共享，以協(xié)調合作。而且利用人工智能，該系統(tǒng)可以不斷跟蹤環(huán)境的變化并保持地圖的更新。

Alphasense Position有一個緊湊的配置，包括5個預先校準的攝像頭，可以快速、輕松地集成。另外，帶有多達8個獨立攝像機的擴展配置可實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)配置。

該解決方案可通過專門的網(wǎng)絡界面、REST API和ROS進行控制，用于研究和開發(fā)。為了便于開發(fā)定制的導航和路徑規(guī)劃解決方案，它支持多種數(shù)據(jù)交換協(xié)議，包括以太網(wǎng)UDP和用于原始圖像和慣性傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞OS。

Alphasense革命已在進行中

視覺可能是移動機器人的未來，但Alphasense革命已經開始了。Alphasense Position的3D VSLAM技術所帶來的準確性、低設置和部署成本、靈活性和適應性已經在改變著行業(yè)的自動化應用。

贏得由ABB機器人公司組織的技術挑戰(zhàn)，旨在確定世界上最先進的導航解決方案，證明了我們的視覺SLAM技術的先進性。除此之外，這一成功還促成了Sevensense 公司和領先的機器人制造商之間的合作，使新一代的自主移動機器人進入車間。

我們與Kyburz公司合作，該公司是為最后一英里提供高質量移動和運輸解決方案的國際領導者，我們支持開發(fā)自主的自動駕駛eTrolley，eT4，用于在所有天氣和照明條件下的室內和室外最后一英里的交付。除了降低與最后一英里配送相關的勞動力成本外，eT4的開發(fā)讓Kyburz在一個高度競爭的市場中取得了先機。

開發(fā)現(xiàn)代清潔技術并在專業(yè)清潔機器的研究和開發(fā)中發(fā)揮主導作用的Wetrok公司，圍繞Alphasense Autonomy設計了Robomatic Marvin，這是一臺完全自主和獨立的清潔機器，我們的機器人自主系統(tǒng)結合了VSLAM和先進的AI局部感知和導航技術。在訓練機器清潔特定區(qū)域后，清潔專業(yè)人員可以自由地專注于更復雜的任務，讓Robomatic Marvin自行擦洗和烘干地板。

在不到一天的時間內測試Alphasense位置

為了讓移動機器人開發(fā)者能夠輕松地親身體驗Alphasense Position的好處，我們?yōu)榫o湊型和擴展型產品開發(fā)了一套評估工具。Alphasense控制臺提供了一個用戶友好的網(wǎng)絡界面，可通過臺式機、筆記本電腦或移動設備訪問，可輕松進行初始設置和使用。

評估套件中附有快速入門指南，用戶可以訪問Sevensense服務臺，以確保順利的測試體驗，因此可以在一個小時內安裝Alphasense Position，并在一天內測試該解決方案。

移動機器人行業(yè)的一次巨大飛躍

基于傳統(tǒng)定位和導航技術的移動機器人已經證明了它們在提高生產力、取代瑣碎勞動以及在允許其部署的利基環(huán)境中簡化操作的潛力。

大膽地將視覺作為SLAM的主要輸入，對移動機器人行業(yè)來說是一個巨大的飛躍，有望幫助它走出目前的利基市場，進入更加多樣化的工業(yè)、商業(yè)和面向用戶的應用。