工业搬运机器人(AGV)为什么要选择视觉导航

Posted 2020-11-16 zjulion

在智能制造和仓储物流领域，搬运机器人的需求量在逐年上升。机器人（AGV）的种类千差万别，如何选择成为需求方头痛的问题。
本文将从客户关心的多个方面，对市面上的常见的工业级导航方案做一个比较。

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搬运机器人 vs. AGV

搬运机器人，顾名思义，指用来完成搬运作业的机器人。工业领域一般采用轮式驱动。

AGV，是英文Automated Guided Vehicle (自动引导车)的简写。但随着技术的进步，尤其是智能时代的来历，智能制造、工业4.0等概念的引入，多种可自主移动的小车、机器人涵盖的技术（包括路径规划、精确定位、精准对接、智能调度、智能避障等），早已远超“自动引导”的范畴，用AGV来称呼，其实并不合适。然而在许多场合，人们还是习惯上称之为“AGV”。

在蓝芯科技，研发人员多称之为“搬运机器人”。

导航方式比较

搬运机器的导航方式众多，每一种都有一些特性和使用场合，可参考下面这张表格。

视觉特有的优势

蓝芯科技独特的视觉导航在工业搬运机器人（AGV）领域具有明显的优势。

• 成本上，采用3D视觉进行自主定位和避障，无需安装定位激光雷达（或仅使用低成本激光雷达），且后期维护成本低；
• 易用性上，可在地图上任意规划路径，方便路径切换；
  安全和稳定性上，采用3D视觉，信息丰富，导航稳定，避障时不仅可以停障、绕障，还可以负尺度避障（检测坑洼），这点上激光雷达所不能做到的。

蓝芯科技研发团队多年深耕研发了包括深度传感器和智能算法的深度视觉系统。视觉系统赋予机器人三维感知能力，体现在AGV上，通过1. 自研专用传感器，2. 独特的三维空间表达方式，3. 海量的工业现场数据，可精确感知周围环境，完成自身的定位、避障、导航等功能。除工业搬运机器人外，深度视觉系统同样体现在机器人抓取、检测、识别等产品应用中。

3D视觉优势的原理

那么，视觉如何提醒它的优势呢？
古人云：望穿秋水。今日已是AI时代，机器人的眼睛，虽无秋水之能，然有数据之基，学习之道。未来机器人依此可极尽智能之能事。一般的工业机器人可称之为“盲目”。何也？无双眸耳。
真正的智能，需要赋予机器人眼睛，让机器人看懂、理解世界。
从安全性和稳定性上，视觉导航的信息量更加丰富，对周边环境的感知更加全面。

1. 信息丰富：
   常言道，一叶障目，不见泰山。
   相对于二维激光雷达，三维视觉不仅可以获取轮廓，还可以获取纹理信息。
   什么是维度？一个平面，代表着二维空间；一间房间，表达着立体空间，是为三维，3D相机，可获取一个视野范围内的立体信息，是为三维信息。
   
   

   平面图（2D）vs立体图（3D）

2. 感知全面：
   “不识庐山真面目，只缘身在此山中。”
   机器人的感知，难免会出现盲点。人的眼睛也有盲点，但人有双目，配合无比发达的大脑，盲点的影响平时生活中几乎感受不到。而机器所存在的盲点，一旦忽视，则有可能造成安全事故。而三维视觉可以很好的减少机器人的盲点。
   
   

   2D激光地图 vs. 3D视觉地图

总结

综合来讲，市面上非视觉导航的机器人都是“瞎子”。没有视觉，机器人就没有眼睛。
从产业自动化发展趋势而言，未来的机器人的视觉功能会逐步增强。视觉当前可以让机器人（AGV）导航更稳定，更安全，未来可以更加智能，做更加复杂的工作！