服務(wù)機(jī)器人如何自主定位導(dǎo)航？TA還缺個(gè)[小腦]

SLAMTEC思嵐科技

提到服務(wù)機(jī)器人，你腦海中出現(xiàn)的會(huì)是什么？《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》中的“萌神”大白？《星球大戰(zhàn)》中的“BB-8”？還是《機(jī)器人瓦力》中的掃地機(jī)器人瓦力？
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電影中的機(jī)器人，雖然炫酷，滿足了我們想象與期望，但是關(guān)上電視，似乎還是和我們家居生活距離很遠(yuǎn)。

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回頭看看目前我們家里有的掃地機(jī)，每天在家里風(fēng)風(fēng)火火，一會(huì)卡住地毯，一會(huì)卡住鞋帶，一會(huì)卡在床底下，家里的桌椅板凳腿讓它撞的遍體鱗傷，動(dòng)不動(dòng)還玩消失，找也找不到……

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突然走紅的除了網(wǎng)紅，還有機(jī)器人餐廳，開業(yè)的時(shí)候吸引眼球，大批人圍觀，過段時(shí)間就會(huì)發(fā)現(xiàn)“機(jī)器人只能沿著固定線路送餐，加上餐廳人員走動(dòng)大，機(jī)器人不懂得躲閃，上菜容易灑落打翻，甚至造成安全事故”，機(jī)器人服務(wù)員最終被老板“炒了魷魚”。

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先不談人臉識(shí)別、語音交互這些功能，現(xiàn)在市面上常見的服務(wù)機(jī)器人連最基本的自主行走都無法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，這里的自主行走指的是可以進(jìn)行路徑規(guī)劃與自動(dòng)避障，靠人為控制、埋設(shè)預(yù)定軌道與隨機(jī)碰撞尋路，完全算不上自主行走。

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對(duì)于服務(wù)機(jī)器人來說，實(shí)現(xiàn)自主定位導(dǎo)航是它可以被稱為“機(jī)器人”的前提，這也是我們對(duì)于機(jī)器人的基本要求。

我們理想中的機(jī)器人應(yīng)該是什么樣的呢？掃地機(jī)器人知道哪里掃過了，哪里沒有掃，哪個(gè)是房間，并以房間為單位進(jìn)行清掃；送餐機(jī)器人可以隨意在餐廳里行走，當(dāng)然也不會(huì)撞到客人；在商場(chǎng)迷路時(shí)，隨意在服務(wù)機(jī)器人的屏幕上點(diǎn)擊目的地，它可以自動(dòng)帶領(lǐng)你過去。

這些看上去很簡(jiǎn)單，卻又非常實(shí)用的功能，單靠機(jī)器人的“眼睛”（如激光雷達(dá)、攝像頭等）顯然無法實(shí)現(xiàn)，還需要額外的算法和傳感器配套。

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一直以來，我們對(duì)于機(jī)器人的設(shè)計(jì)研發(fā)都是借鑒人類本身，很多公司做機(jī)器人的眼睛、大腦（主要是語音、視覺交互），當(dāng)然還有機(jī)器人整機(jī)，也就是身體。是不是還少點(diǎn)什么？

在人類的身體結(jié)構(gòu)中，小腦占整個(gè)腦部神經(jīng)元的50%，而它的主要作用就是為了幫助人類實(shí)現(xiàn)行走。那么在機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)中，是不是也需要這樣的小腦呢？

答案顯然是肯定的。

對(duì)機(jī)器人來說，小腦可以繪制環(huán)境地圖來指導(dǎo)自身行動(dòng)，而如何在環(huán)境中找到一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)，同時(shí)避開障礙物的最優(yōu)路徑顯得更為困難。

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為了幫助服務(wù)機(jī)器人更好實(shí)現(xiàn)自主行走，一個(gè)控制運(yùn)動(dòng)的核心中樞尤為重要。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，除了利用SLAM構(gòu)建環(huán)境地圖與實(shí)時(shí)定位外，我們還希望機(jī)器人在未知環(huán)境中自動(dòng)避開障礙物，實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)。SLAMWARE采用D＊算法（即動(dòng)態(tài)啟發(fā)式路徑搜索算法），可以讓機(jī)器人不需要預(yù)先錄入地圖，就可以在陌生環(huán)境中行動(dòng)自如，躲避動(dòng)態(tài)障礙物。

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通常來說，服務(wù)機(jī)器人的工作環(huán)境都比較復(fù)雜，自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)還需支持超聲波傳感器，防跌落傳感器、碰撞傳感器和深度攝像頭的數(shù)據(jù)，利用多種傳感器信息融合，實(shí)現(xiàn)更加智能、實(shí)用的自主運(yùn)動(dòng)。

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清風(fēng)明月跟我走

CCD視覺系統(tǒng)

成形極限

像MINI pci-e的接口呢？

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如果按照人腦類比，大腦負(fù)責(zé)路線規(guī)劃，小腦負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，標(biāo)題顯然錯(cuò)了。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)問題就目前看已經(jīng)能做到一定水平，比如大狗，但是自主行走仍是個(gè)難題，如何判斷障礙類型如何選擇通過方式如何自主學(xué)習(xí)都是尚未妥善解決的課題。

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自主導(dǎo)航做到穩(wěn)定還是很難的