近年來，機(jī)器人已經(jīng)從最初的工業(yè)應(yīng)用逐步且廣泛的進(jìn)入人們的日常生活中，銀行、酒店、醫(yī)院、商場的服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)為人所熟悉，18年的無人餐廳更是博得了大量眼球，隨著應(yīng)用場景的擴(kuò)充，機(jī)器人種類、數(shù)量的不斷增加，類似撞人、錯(cuò)位、運(yùn)行不穩(wěn)定等問題頻頻出現(xiàn)。究其原因，機(jī)器人的導(dǎo)航定位正是此類問題出現(xiàn)的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

機(jī)器人需要更具場景適用性的導(dǎo)航方案

提到機(jī)器人導(dǎo)航定位，很多人首先想到的便是激光雷達(dá)。激光雷達(dá)作為目前最成熟的三維測量傳感器，具有精度高、響應(yīng)快的優(yōu)勢，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于機(jī)器人行業(yè)，但這種技術(shù)也有其無法忽略的問題——成本高、系統(tǒng)可靠性低。

無論是應(yīng)用于掃地機(jī)器人的低端雷達(dá)抑或應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的高端雷達(dá)，激光雷達(dá)的成本已經(jīng)是機(jī)器人廠商成本的重要支出。此外，在功能效果上，由于激光雷達(dá)受限于單一的信息采集模式，遇到走廊等相似場景容易出現(xiàn)“假回環(huán)”，導(dǎo)致位置丟失，并且在異常位置、開機(jī)重啟等情況下，激光雷達(dá)也很難進(jìn)行快速準(zhǔn)確的重定位。因此，在酒店、室外等場景中，采用激光雷達(dá)導(dǎo)航的機(jī)器人更容易出錯(cuò)。

如何找到一種成本更低，性能更可靠的機(jī)器人導(dǎo)航定位方案，成了很多機(jī)器人廠商共同關(guān)注的問題。針對這一問題，國內(nèi)計(jì)算機(jī)視覺方案提供商INDEMIND聯(lián)合創(chuàng)始人姜文給出了自己的答案——視覺導(dǎo)航。

視覺導(dǎo)航，顧名思義，就是通過視覺攝像頭捕捉環(huán)境信息，以獲取移動物體在空間中所處的位置、方向及其他信息，并通過一定的算法對所獲信息進(jìn)行處理，建立環(huán)境地圖，進(jìn)而規(guī)劃一條最優(yōu)或近似最優(yōu)的的無碰觸路徑，是一種成本更低、場景適用性更強(qiáng)的導(dǎo)航定位方案。

取代、融合，導(dǎo)航方案需要因地制宜

與現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的激光雷達(dá)方案相比，視覺導(dǎo)航依靠立體視覺攝像頭采集環(huán)境圖像，成本無疑要低很多。但視覺導(dǎo)航圖像處理本身非常占用計(jì)算資源，對算法能力要求極高，同時(shí)視覺探測的原理也只是盡可能接近物理探測，因此在精度上仍略有不足，所以在具體使用上要因地制宜，結(jié)合場景應(yīng)用。

在以掃地機(jī)為代表的小型機(jī)器人底盤上，視覺導(dǎo)航方案是一種替代性的方案，可以取代現(xiàn)有的激光雷達(dá)方案，以更低的成本實(shí)現(xiàn)建圖、導(dǎo)航、避障甚至回充等功能，并且智能化程度更高，具有很強(qiáng)的交互潛力。但在以安全為前提的服務(wù)機(jī)器人上，視覺導(dǎo)航更合理的使用方式是與現(xiàn)有激光、里程計(jì)等多傳感器融合，解決假回環(huán)、重定位、深度測量等問題，進(jìn)一步提高機(jī)器人的魯棒性，滿足更為嚴(yán)苛的使用需求。

除此之外，視覺導(dǎo)航還能為機(jī)器人帶來交互能力的提升。視覺作為最高緯度的感知手段，不僅可以進(jìn)行測距、導(dǎo)航定位，更可以對事物進(jìn)行識別和理解，為機(jī)器人提供了獲取語義地圖的能力。

舉個(gè)簡單的例子，掃地機(jī)器人在家中工作時(shí)，會進(jìn)入各個(gè)房間，遇到各種障礙，結(jié)合INDEMIND視覺技術(shù)的機(jī)器人可以識別出每個(gè)房間的用途，同時(shí)也識別出各種遺留在地面上的障礙物，結(jié)合導(dǎo)航策略，可以有效的避開衣物、線纜、寵物糞便等對機(jī)器人造成傷害的物品，同時(shí)結(jié)合上層語音控制技術(shù)，還可以根據(jù)主人的命令，自主識別餐廳、廚房甚至餐桌下方等區(qū)域，執(zhí)行指定的清掃任務(wù)。可以想象，未來的機(jī)器人不再只是效率提高了一些，聰明了一點(diǎn)，而是可以真的具有與人進(jìn)行基本交互的智能機(jī)器人。

另外，對于現(xiàn)有機(jī)器人接入視覺導(dǎo)航方案的成本問題，姜文表示，成本主要分布在兩個(gè)方面，得益于INDEMIND對于算法的強(qiáng)大優(yōu)化能力，算力成本已經(jīng)非常低廉，結(jié)合可見光等傳感器，整個(gè)模組的成本要遠(yuǎn)低于低端激光雷達(dá)，更不用和高端激光雷達(dá)對比了。而另一方面則是集成成本，INDEMIND作為市面上為數(shù)不多的完整解決方案提供商，在掃地機(jī)器人等小型平臺上可以直接根據(jù)參考設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試部署，而對于大型機(jī)器人，則可以提供不同平臺不同版本的SDK，只要跟產(chǎn)品當(dāng)前的算法系統(tǒng)進(jìn)行簡單的松組合融合匹配，就可以發(fā)揮視覺絕大部分作用，如果采用深度定制方案，更可以從底層開始融合優(yōu)化，最終帶來非常好的實(shí)際效果。

總的來說，與激光雷達(dá)方案相比，視覺導(dǎo)航是一個(gè)維度更高、成本更低、適用性更強(qiáng)的機(jī)器人導(dǎo)航定位方案，未來，隨著算力的提升，算力成本的降低，視覺導(dǎo)航方案的成本可以進(jìn)一步下探；并且伴隨研究的深入，視覺導(dǎo)航所帶來的環(huán)境語義功能日趨完善，具有更高維度交互潛力的智能視覺機(jī)器人無疑在面臨下一輪競爭時(shí)更具優(yōu)勢，因此，可以預(yù)見視覺導(dǎo)航方案廣闊的發(fā)展前景，視覺導(dǎo)航也必將成為機(jī)器人導(dǎo)航領(lǐng)域的主流。