智能視覺定位系統(tǒng),將成為引領AGV導航領域的關鍵點
從技術發(fā)展的角度與終端用戶的需求來看,作為AGV行業(yè)新興的導航方式,視覺導航被業(yè)界眾多人士認為將會是未來AGV行業(yè)的主流,并成為突圍黑馬。以視覺導航AGV代表企業(yè)未來機器人為例,其僅用三年時間就實現(xiàn)了逾5000萬元的工業(yè)無人車輛銷售,備受矚目。
視覺導航與各種導航方式優(yōu)缺點對比
視覺導航的基本種類及特性
以傳感器而論,視覺的SLAM方案目前主要有3種實現(xiàn)路徑:基于RGBD的深度攝像機,比如Kinect/Kinect V2、Xtion等;基于單目(魚眼)攝像頭;基于雙目(或多目)攝像頭。就實現(xiàn)難度而言,大致排序為:單目視覺>雙目視覺>RGBD。
單目相機SLAM簡稱MonoSLAM,即只用一支攝像頭就可以完成SLAM。這樣做的好處是傳感器特別簡單、成本特別低,所以單目SLAM非常受研究者關注。相比別的視覺傳感器,單目相機無需獲取環(huán)境的絕對深度,因此單目SLAM不受環(huán)境大小的影響,既可以用于室內,又可以用于室外。
相比于單目,雙目(多目)相機通過多個相機之間的基線,估計空間點的位置,在運動、靜置時均可估計環(huán)境深度。與單目不同的是,雙目(多目)相機配置與標定均較為復雜,其深度量程受雙目的基線與分辨率限制,因此需要FPGA配合完成距離的測算。
RGBD相機是2010年左右開始興起的一種相機,它最大的特點是可以通過紅外結構光或Time-of-Flight原理,直接測出圖像中各像素離相機的距離。因此,它比傳統(tǒng)相機能夠提供更豐富的信息,也不必像單目或雙目那樣費時費力地計算深度。不過,現(xiàn)在多數(shù)RGBD相機還存在測量范圍窄、噪聲大、視野小等諸多問題。出于量程的限制,主要用于室內SLAM。
應用視覺導航技術AGV企業(yè)的發(fā)展進程
隨著工業(yè)4.0的不斷推進,產(chǎn)業(yè)自動化、智能化升級對AGV產(chǎn)品提出了更高的精度要求。目前用于自動化流水線的視覺系統(tǒng),定位精度可以精確到0.1mm,但基于無固定參照的純視覺導航AGV,定位精度約為10mm,仍然有待提高。為獲得更高的精度,除視覺導航以外,AGV視覺導航系統(tǒng)還需要結合其他傳感器的輔助。
如何提高定位精度,也是相關AGV企業(yè)一直在探索的問題。河北唐山萊銳思科技有限公司旗下研發(fā)團隊,經(jīng)過不斷努力研發(fā)相關視覺定位作用于AGV領域的整套系統(tǒng),使得工業(yè)無人車輛定位與操作精度達±3mm,并在同行業(yè)中異軍突起。
行業(yè)領先企業(yè)的責任是推動行業(yè)爆發(fā)拐點的出現(xiàn),視覺導航在工業(yè)無人車輛領域是否能夠出現(xiàn)爆發(fā)拐點,在李陸洋博士來看,市場需求絕不是問題,決定因素是技術和產(chǎn)品。
目前,視覺AGV產(chǎn)品幾經(jīng)迭代,穩(wěn)定性和可靠性得到了極大的提升,成熟的視覺導航AGV產(chǎn)品具備以下三點核心優(yōu)勢:
1)強易用性:相對于其他導航方式,視覺導航由于能從環(huán)境中提取語義信息,因此能夠適應客戶在常規(guī)使用需求中的復雜場景,例如,由于長時間使用變形的貨架、托盤;大比例貨物的超板;短時間內激增的的搬運量;狹小空間情況下的車輛調度等。
以擁有多個業(yè)界首創(chuàng)的復雜場景解決方案未來機器人為例,視覺導航不但使AGV實現(xiàn)無人高位上貨架作業(yè),并結合領先行業(yè)的自適應取放貨技術和實時定位糾偏技術,創(chuàng)造性地解決多個異形件無人搬運難題。
2)泛通用性:模塊化的視覺導航技術,通過加裝到工業(yè)車輛本體上輕松實現(xiàn)工業(yè)車輛無人化升級改造。目前以未來機器人為代表的視覺導航AGV企業(yè)的視覺導航模塊已經(jīng)能夠適配大品牌多款工業(yè)車輛;
3)高性價比:視覺傳感器的成本優(yōu)勢大幅降低了產(chǎn)品的造價。是同等級的激光傳感器產(chǎn)品售價的10-20%。因此在終端客戶投資回報周期上,視覺導航工業(yè)無人車輛相對于其他導航方式有明顯的優(yōu)勢。