基于VSLAM(VisualSimultaneousLocalizationAndMapping,视觉同步定位和映射)算法的机器人视觉融合导航技术,被认为是推动服务机器人进一步发展的关键因素。得益于计算机技术和传感器技术的进步,VSLAM技术可以帮助“看见”真实,从而让AR、自动驾驶、
智能机器人等领域的产品能够快速实现更优秀的自主定位与导航。采取VSLAM技术,已经为服务机器人场景拓维、打开室内外作业提供了更多空间。
据悉,率先于海外推出的“欢乐送2”是行业内首个将VSLAM技术大规模产品化应用的商用服务机器人,旨在实现在各种场景下的快速部署。PUDUVSLAM+技术带来的实际价值正得到明显验证,在今年的深圳马拉松上,普渡机器人“欢乐送2”就亮相室外,为参赛选手“打call”。
“欢乐送2”所使用的PUDUVSLAM+,是VSLAM技术的一种,本质上是基于可见光视觉的机器人定位导航与地图构建技术。其核心方式就是通过图像传感器获取对环境的感知,实现对自身位置及姿态的追踪,并同时生成环境的增量式地图信息。之所以研发PUDUVSLAM+技术,是因为自主定位和避障导航一直是实现机器人服务一个非常重要的组成部分。
PUDUVSLAM+技术以机器人所配置的顶视摄像机为主,以IMU、里程计等其他传感器为辅,通过视觉图像与IMU数据融合,能在场景图像定量估算帧间相机的运动,快速捕捉和跟踪到特征点,获取场景图像中障碍物的角点信息并根据算法建立索引和模型,从而防止误差累积,提高定位精度,最终建立高精度地图,帮助机器人更好判断自身在环境中的位置,并实现高精度导航。
由于视觉相机更善于捕捉运动信息,视觉信号抗干扰能力强,基于VSLAM技术的机器人定位方法具有信息量更大、适应范围广的特点,位姿估计和避障效果显著,实际落地优势明显。基于普渡PUDUVSLAM+方案,机器人不仅部署无需贴码,还具备更高的稳定性与场地适应性,这相较大多数方案减少了75%的部署时间,有望助推商用服务机器人的大规模应用。
传统的VSLAM技术,涉及复杂的视觉计算及高难度的系统集成能力,对产品的速度、功耗、体积、算力等都有极高的要求。其中对于传感器与算力平台的高要求,则阻碍了该技术的批量化应用。
为此,普渡科技基于商用服务机器人需求特点,对算法进行针对性优化,这是PUDUVSLAM+能批量化落地的关键原因。该方案主要在识别算法上融合了对于可见光的识别和过滤,基于一种区域特征提取方法克服了光强变化情况下的视觉图像特征点提取不足问题,进一步提升了垂直空间的识别高度,目前适应高度可达30米以上。其次,针对机器人大范围作业,普渡科技还通过技术处理,降低了CPU运算资源损耗的同时,优化了地图数据结构,这样不仅降低了对CPU的要求,还节省了大量数据存储空间,保障了该方案的规模化落地,让“欢乐送2”等基于PUDUVSLAM+方案的机器人支持超大场景建图,目前已在海外48000平方米的超大场地实践应用。
目前,PUDUVSLAM+技术仍然在不断迭代并展现出更多可能性,例如采用视觉压缩点云图的VSLAM技术还能根据作业场景不同,设定不同分辨率的结构图,实现更立体的场景建模,打开更立体的作业空间。在服务机器人产品市场化过程中,普渡科技对于该技术的应用,无疑展示了其强大的野心和实力。借助PUDUVSLAM+技术,普渡科技或有望快速具备独特竞争优势,实现独占鳌头的行业终局。