如 今,在工业制造、医疗、农业和建筑业等行业中,机器人日益成为不可缺少的核心装备。而面向消费级的家用机器人呢?很多人的第一反应是家里到处乱撞的扫地机 器人,或者市面上针对小朋友的陪伴机器人,显然,这些并不是我们心中的智能机器人。为了让机器人变得更加智能,上海思岚科技有限公司决定从帮助机器人实现 自主行走着手。
从RoboPeak到思岚科技
在国内外机器人研发者和爱好者之中,思岚科技这个名字也许并不为众多人所知,但是其前身RoboPeak团队可谓小有名气。
RoboPeak 组建于2009年底,是一支在业余时间进行研发的技术研发型团队,其成员毕业于上海交通大学、北京航空航天大学等国内知名院校。创始人陈士凯毕业于上海交 通大学计算机系,多年从事机器人核心的SLAM定位导航系统和低成本激光雷达的研发,创业前曾工作于Intel,从事虚拟机、编译器以及操作系统方面研发 工作。团队成员多在Intel、VMware、Altera、华为等知名企业从事核心技术研发工作,具有深厚的软硬件研发功底。
早 在2010年,RoboPeak就开始研究激光雷达传感器,这与整个团队的希望开发“自己会动”的机器人有关系,但如果要让机器人会动,就得让它清楚自己 所处的位置。在寻找解决方案的时候,他们发现激光雷达是一个很成熟的解决方案。一是激光雷达扫描一圈之后,基本上室内的平面图就已经画好,二是该领域经过 几十年的研究,相关的论文很容易查,网络上有开源的程序下载。
虽然激光雷达在工业领域已经相当成熟,但市面上的激光雷达价格比较高(1万以上),并不太适合民用。如何将激光雷达低成本化是RoboPeak面临的首要问题。
他们在三角测距技术的基础上,配合计算机视觉技术——产品里面有微型摄像头,通过图像上的特性来测算记录。另外,团队在算法上进行大量优化,使得产品并不需要使用非常高级的处理器,也能实现高速运转。
2012年,随着机器人行业的兴起,尤其是服务机器人愈发受到关注,RoboPeak决定将激光雷达产品化并准备量产。2013年年底,为了彻底进行商业化运作,思岚科技在RoboPeak之上孕育而生,正式成立。
在经历从原型到量产的种种困难后,2014年思岚科技正式面向全球发售第一代激光雷达RPLIDAR A1,产品售价仅数百元,这也是首款批量销售的低成本激光雷达,目前累计使用用户达上千家。
机器人还需要看的更远、更清晰
在2014年推出第一代激光雷达RPLIDAR A1后,思岚科技不断收集全球用户的使用反馈,确定了第二代产品的研发方向:更小巧、性能更好、寿命更长。
时隔两年,思岚科技近日推出最新款激光雷达RPLIDAR A2。他们重新设计了内部机械系统,量身定制设计了无刷电机,使得整体系统更加紧凑,更加轻巧。据悉,这款产品厚度仅4厘米,是目前业内最薄的激光雷达。
性能方面,RPLIDAR A2可以实现每秒10圈360度环境的扫描,这也是目前三角测距低成本激光雷达中速度最快的。通过优化视觉测距引擎,配合优秀算法,RPLIDAR A2可以实现几乎和TOF激光雷达媲美的远距离测量精度。
在用户普遍关心的使用寿命方面,他们放弃了传统激光雷达必备的导电滑环,独创性的采用光磁融合技术,大幅提升了雷达的稳定性与使用寿命。在连续工作条件下,RPLIDAR A2的设计寿命长达5年以上。
机器人实现自主行走,只有眼睛是不够的
思岚科技从成立之时,就决定专注于机器人领域,而解决机器人定位问题是很好的切入角度,所以他们花费了大量时间研究激光雷达。但在产品研发成熟后,他们发现想要帮助机器人自主行走,只有激光雷达是远远不够的。
“虽然可以通过激光雷达为机器人装上‘眼睛’,让机器人识别环境,但是,机器人想要实现自主行走,背后的技术核心,涉及室内自主建图和路径规划,”陈士凯表示,“这就相当于要为机器人安装一个控制行动的小脑。”
为了破解机器人自主行走难题,思岚科技决定采用SLAM(simultaneous localization and mapping)算法,这是一种在确定自身位置的同时构造环境模型的方法。虽然算法本身由来已久,但在实际应用时,他们却遇到了不小挑战。
虽 然SLAM算法本身可以在开源的机器人操作系统ROS中实现,但经过不断尝试,他们发现利用ROS来实现SLAM,需要长时间调整优化,且需配备性能优越 的硬件设备,这对于实际的机器人产品来说,显然不现实。机器人厂家更需要一个模块化东西,类似手机中的GPS模块,拿来就能直接用到机器人中,不用二次开 发。
在确定产品研发路线后,经过不断调整优化,在2015年,技术壁垒成功突破,思岚科技针对解决服务机器人智能行走问题,推出一款高度模块化的芯片SLAMWARE。据悉,这也是目前全世界首款这样的系统。
这款芯片只有硬币大小,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,自主行动绘制地图,并实现路径规划与自动避障。
受 制于激光的特性,在遇到玻璃、纯黑物体或其他平面物体时,激光雷达无法进行识别,为了让机器人能够“看见”这些原本看不见的东西,SLAMWARE还支持 超声波传感器,防跌落传感器、碰撞传感器和 摄像头的数据,利用多种传感器信息融合,实现更加智能、实用的自主运动。同时,SLAMWARE可以实现基 于激光特征识别的回充对接技术,也就是说,机器人在移动后,可以认得自己的家,实现自动回充。
此 外,针对扫地机器人等具体领域应用,他们也推出完整的解决方案,整合其特有的贴边清扫、往复式打扫、区域划分、断点续扫、定点清扫、预约清扫、自动回充等 功能,方便扫地机器人厂家进行整合,不需要进行二次开发。同时,SLAMWARE内置WiFi和蓝牙,不需要任何扫码、配置的工作,就可以实现手机APP 控制。
免责声明:本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿,凡在本网站出现的信息,均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性,但不保证有关资料的准确性及可靠性,读者在使用前请进一步核实,并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏,概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时,应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明,并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后,将会依法尽快联系相关文章源头核实,沟通删除相关内容或断开相关链接。