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万物有眼的时代 机器人如何“睁眼看见”?

发布时间:2017-03-25作者:沧海一土

  根据IFR(国际机器人联盟)统计,2014年,全球专业服务机器人总销量2.42万台,同比上升11.5%,家庭服务机器人总销量470万台,同比增长28%。未来三年内,专业服务型机器人的销售量会增加到15.2万台,家庭服务机器人的全球销量将达2590万台,市场规模约为2014年的5倍。如何做人类更好的奴仆,除了越来越多的传感器,让机器人拥有一双眼睛去“看见”随即作出反应,这点也至关重要。

  但你们知道,这些机器人的眼睛都是如何构成的吗?

  其实对于机器人来说,那些激光雷达就相当于它们“眼睛”,助其看清周围的环境,激光雷达本质类似蝙蝠的回声定位系统,向周围发射激光,根据反射回来消耗的时间确定物体的距离,由此计算出周围物体的方位和表面形状。在实际应用时,服务机器人可通过激光采样实现对障碍物的快速响应,开展更迅速、更及时的自主避障。

  谷歌无人驾驶汽车是一个具体应用例子,车顶上的“犄角”就是激光雷达。除了无人驾驶,激光雷达还可以用于无人机,以及服务型机器人的定位、避障系统。虽然听起来很科幻,但这其实是一项已经比较成熟的技术,相关领域已经积累了数十年的研究,网络上甚至有开源程序下载。在消费级机器人市场的黎明前,思岚科技就看中了这个机遇,面向服务型机器人领域,“要做家用机器人的眼睛”。

  上海思岚科技有限公司(SLAMTEC)位于上海张江,拥有长达6年的机器人自主定位导航算法、激光传感器及机器人硬件系统的研发经验。主要产品包括低成本激光测距扫描传感器(RPLIDAR)、基于激光的即时定位与地图构建导航系统(SLAM)与适于商业环境的宙斯(Zeus)机器人通用平台。

  公司在2014年推出第一代激光雷达RPLIDARA1,数百元的售价不到工业级激光雷达的九分之一。思岚科技CEO陈士凯说:“过去传统的激光传感器,通过高精度的光学和机械部件来保证性能,但不是每个应用场景都需要工业级的精度,也无须应对工业级的极端环境。所以我们在三角测距技术的基础上,配合计算机视觉技术。对算法进行针对性优化,使得对传感器和处理器的要求降低很多,从而压缩成本。”

  RPLIDARA1累积了上千家用户后,RPLIDARA2的全面升级无疑更具有创新力,以下是具体的一些参数:

  A2的采样频率由5Hz提升至10Hz,采样次数由每秒2000次提高至4000次。机器人可以获得更加密集的采样点,能够更快速地响应,更及时地避障。

  供电方式上,A2用光磁融合技术替代了传统的导电滑环,减少运转中的摩擦,使得A2的设计寿命延长至五年。

  RPLIDARA2通过重新设计了内部机械系统,整体高度只有4cm。也是目前业内最薄的激光雷达。

  据了解,在实际应用时,目前低成本激光雷达的采样频率通常都是每秒2000次,如果服务机器人行走速度过快或者有人突然出现在其行进路线上,受限于激光雷达较低的采样频率,机器人很难及时发现障碍物,可能会发生碰撞。而性能的提升将有助于服务机器人实现对障碍物的更快响应,开展更迅速、更及时的自主避障。

  像是目前市面上大部分扫地机器人还是用“撞墙”替代“导航”——成本是阻碍激光雷达进入消费领域的最大因素。Velodyne、Quanergy、Hokuyo,这些国外品牌的激光雷达售价全都在万元级别。国内虽然也有诸如镭神智能这样的公司,推出数千元的产品,但镭神智能把主要应用领域放在了智能驾驶上。思岚科技的这款产品售价只有2k8RMB,在国内机器人刚起步,相关研发领域不充分的前景下大有市场。

  此外,为了进一步帮助像扫地机器人这类的更好实现自主行走,一个控制运动的核心中枢更为重要,思岚科技的SLAMWARE充当了机器人的“小脑”。SLAMWARE是一款模块化的机器人自主定位导航系统,内置基于激光雷达的同步定位与建图(SLAM)及配套的路径规划功能。同时,它也思岚科技推出的服务机器人自主行走的全套解决方案之一。

  据悉,RPLIDARA2与SLAMWARE已正式上市,面向全球销售,相关的软件开发平台也开放下载,方便用户快速打造产品原型。针对战略合作伙伴开发面向家庭的应用场景,思岚科技全套解决方案(含RPLIDARA2和SLAMWARE)的批量价格可实现几百元的级别,真正意义上实现了导航定位的低成本化。

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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