思岚科技引领服务机器人迈向智能化行走之路

随着人口老龄化趋势的加快,人力成本的增加,再加上人们对于重复劳动意愿的降低,当下,服务机器人替代人类从事重复、繁杂的工作就很有必要了。不但可以降低企业的用人成本,还能解放人们的双手,让我们有更多时间做自己想做的事情。

据公开资料显示,2019年,我国服务机器人市场规模有望达到22亿美元,同比增长33.1%,超过全球服务机器人市场增速,其中,家用服务机器人和公用服务机器人市场规模将达到10.5亿美元及5.3亿美元。

虽然我国服务机器人市场需求强劲,但其智能化水平仍需进一步提升,以机器人的自主化行走为例,乱跑乱撞、需要大量依靠人力...。显然不是我们心中的智能机器人,很多机器人企业迫切希望解决机器人自主行走难题,让机器人在无需人为控制的情况下也能实现自主行走。提供机器人定位导航技术,帮助解决机器人智能行走便是思岚科技的切入点。

思岚科技是一家专注于机器人定位导航技术的企业,致力于帮助机器人实现智能行走。自13年成立至今,思岚科技就注重技术的积累与落地应用,时刻关注市场变化和需求,将技术与应用场景紧密联合,赋能机器人智能硬件及软件算法。

目前,思岚科技提供的自主定位导航解决方案已在家用、商用、轻工业等领域深入落地,业务辐射亚欧美洲20多个国家和地区,服务超过2000家企业和10万个人用户。

持续创新,打破激光雷达行业局限

实现机器人的定位导航,主要分为两块,一块是传感器,如激光雷达,它相当于机器人的“眼睛”,通过这双“眼睛”,机器人可以实时感知周围环境,获取丰富的轮廓信息,做到更快速、精确的建图。

几年前,激光雷达的价格还普遍较高,基本都在万元以上,在民用场景下并不适用,思岚科技为了改变这一局面,采用了图像的方法进行激光雷达传感器的设计,即无需测量光传输的时间,而是拍摄激光到达目标物体后在摄像头上呈现的画面,根据远近不同导致相机画面尺寸的变化来求得距离。同时,思岚科技还在生产方面做出了努力:思岚科技建立自主研发的自动化生产线,在控制良品率的同时还能够降低生产成本。

另外,传统的非固态激光雷达大多采用滑环传输能量和数据信息,但由于存在机械磨损,导致激光雷达连续工作时仅有数千小时寿命。为了解决这一问题,思岚科技综合无线供电和光通信技术,独创性的设计了光磁融合技术,从而彻底解决因物理接触磨损导致电气连接失效、激光雷达寿命短的问题。借助于无刷电机和光磁融合技术,在7*24小时连续工作情况下,思岚科技的激光雷达可达5年以上的使用寿命。

除此之外,业内曾认为的三角测距激光雷达因自身原理,难以突破20米以上的实用化测距,并且采样率也难以突破上万次大关,这阻挡了三角测距雷达朝着更复杂环境的应用,对于更大场合的应用,只能采用工业TOF激光雷达。而思岚科技RPLIDAR A3的发布,改写了上述这一局面,实现了25米范围的实用化距离探测,每秒16,000的采样频率,高达0.33°(15hz情况)的角度分辨率,再一次刷新了三角测距雷达的行业标准。

对于激光雷达来说,抗干扰能力也是衡量其性能好坏的一大核心指标,例如在室外环境光、高透材质、雨雪雾天气的场景下工作等,这些都是影响激光雷达日常工作的干扰因素,针对这一问题,思岚科技也是没少下功夫,基于TOF系列雷达本身的飞行时间测距技术,思岚科技推出的TOF激光雷达RPLIDAR S1可达40米的测距距离,即使在远距离物体条件下,测量精度依旧精准、稳定。另外,可以有效避免环境光与强日光的干扰,实现室外场景的稳定测距与高精度建图。

最值得一提的是,思岚科技近期推出的一款全新品类激光雷达产品SLAMTEC Mapper,可直接对外输出高品质的地图数据以及定位坐标信息,无需任何外部依赖,上电手持即可使用。

据了解,SLAMTEC Mapper有别于传统的激光雷达,该产品内置了SLAM实时地图构建和定位功能,适用于机器人导航定位、环境测绘和手持测量等多种应用领域。拥有20/40m两种测距半径,不管是针对家用场景,还是商用、轻工业场景,均可轻松实现建图。无论是室内还是室外环境,SLAMTEC Mapper都能构建出高精度地图,即使是室外强光直射下,建图能力依旧稳定。

改善算法原理及实现细节,将处理器固化到一个芯片里

算法问题是机器人定位导航的另一部分,据思岚科技CEO陈士凯的介绍,机器人要想在完全陌生的环境中实现自主行走,光有“眼睛”还是不够的,搭配“小脑”才能实现机器人的自主定位、导航及避障能力。

思岚科技通过改善算法原理和实现细节,把处理器固化到一个芯片里面,推出基于激光雷达的模块化自主定位导航系统SLAMWARE,它被称为是机器人的“小脑”,小脑是帮助生物运动的系统,通过“小脑”可以解决机器人“会走”的能力,它集成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。

相较于开源机器人操作系统ROS,思岚科技这款芯片内置的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,思岚科技还希望机器人在未知环境中自动避开障碍物,实现自由移动。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。

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、碰撞传感器和深度摄像头的数据,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,可以自己认识回家的路,不会出现迷路的现象。

从最初以提供激光雷达作为进入市场的基点,到利用“小脑”解决机器人“会走”的能力,思岚科技还推出了可扩展的通用型服务机器底盘,依靠内置的SLAMWARE自主导航定位系统,可搭载不同应用,并在多种商用环境中开展工作,无需外部环境调整及人为编程设置,接口丰富,扩展性强,可满足不同应用需求。

写在最后

实现机器人自主行走一直是业内研究的一大重点,随着服务机器人市场需求的不断增加,如今已有越来越多的企业投入到该领域的研发中,但能提供成熟的机器人定位导航技术企业并不多,思岚科技作为国内最早布局机器人定位导航技术的企业,将不断引领行业迈入新的发展阶段。

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