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浅谈激光导航对机器人自主行走的重要性

 

自主行走是现代智能服务机器人的基础,能做到独立行走并避开障碍物是机器人行业一次质的飞跃,要实现机器人的自主行走,激光导航技术是关键,激光导航是指通过激光来获取周围环境的信息,测量激光从发出到接收的时间,计算出自身距离及前方障碍物的距离,通过算法的处理,得出环境模型,在不断的扫描测距中获取自身定位及行走路线。

激光导航机器人

目前,在家庭、商场、餐厅、酒店、银行等不同场景下,应用激光导航的服务机器人已日益增多,覆盖了室内全场景。在家里,扫地机器人知道哪些地方扫过,哪些地方没扫过;在餐厅,送餐机器人可以随意走动,即使在人多的时候也不会撞到客人;在商场,如果迷路了,点击机器人身上的大屏幕就能被带到目的地...。相信这是大多数人心中的理想机器人,但这看上去简单的操作,对机器人来说却存在极大的挑战,仅依靠激光雷达、摄像头等单一传感器,显然是无法实现的,还需要额外的算法来配合。

激光导航扫地机器人

例如,采用激光导航的扫地机器人,在其身上安装激光雷达,配合SLAM算法,可帮助扫地机实现自主定位与建图,从而让其实现智能导航及路径规划。完全无需人工干预,结合对应软件达到数据互通,创建可视化实时地图,通过分区清扫便能掌握已扫及未扫区域。

国内思岚科技作为最早将激光导航应用于服务机器人的企业,其研发的自主定位导航技术已成熟的应用于微软、壳牌、优必选、科大讯飞、软银等企业的服务机器人项目。据了解,思岚科技的激光导航方案主要包括RPLIDAR系列激光雷达与模块化定位导航系统SLAMWARE。

激光导航

激光雷达是实现机器人自主行走最核心的传感器,它相当于机器人的“眼睛”,可以让机器人“看清”周围环境,目前,基于三角测距原理,思岚科技已研发出三代激光雷达产品,同时,在今年还分别发布了新一代TOF激光雷达,及全新品类的激光建图雷达,并已全面对外开售,

让机器人拥有“眼睛“是必然的,但加入”小脑“也是必不可少的,在人类身体构造中,小脑占据整个脑部神经元的50%,主要就是来帮助人类实现行走。而对于机器人来说,小脑可以绘制环境地图来指导自身行走,但如何在环境中找到一条从起点到终点,同时避开障碍物的最优路径显得更为困难和重要。为了帮助机器人更好的实现自主行走,一个控制运动的核心中枢尤为重要,思岚科技的 SLAMWARE 就充当了机器人的“小脑”。

SLAMWARE内置了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,相较于开源的ROS机器人操作系统,SLAMWARE内置的SLAM算法构建出的地图更加精确,即使受到外界干扰也可以保持较高的定位精度。在实际应用时,除了利用SLAM构建环境地图与实时定位外,我们还希望机器人在未知环境中自动避开障碍物,实现自主移动。SLAMWARE采用D*算法(即动态启发式路径搜索算法),可以让机器人不需要预先录入地图,就可以在陌生环境中行动自如,躲避动态障碍物。

由于服务机器人的工作环境相对来说较为复杂,SLAMWARE同时还支持超声波传感器,防跌落传感器、碰撞传感器和深度摄像头的数据,利用多种传感器信息融合,使机器人能更加智能的实现自主行走。

激光导航之机器人底盘系列

此外,为了降低机器人企业的研发成本,思岚科技还推出了可扩展的通用型机器人底盘ZEUS&Apollo,其内置思岚科技自主研发的雷达及定位导航系统,同时配备了深度摄像头、超声波、防跌落等传感器,保证机器人的安全运行,防止机器人出现碰撞现象。同时,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。

实现机器人自主行走一直是业内研究的重点,目前,能提供成熟激光导航技术的企业并不多,思岚科技作为机器人定位导航技术的领航者,正不断引领行业迈入新的发展阶段。

 

关键字:激光导航,激光导航技术,思岚激光导航

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