有效的全場景自主移動性正賦予機器人更多解決問題的能力，也使得機器人能夠步入更多的應(yīng)用場景，從而帶來更大的行業(yè)價值。

室內(nèi)室外融合場景、室外復(fù)雜工況的移動、移動機器人系統(tǒng)構(gòu)建和應(yīng)用開發(fā)的難度，一直是局限全場景自主移動機器人在各領(lǐng)域開疆拓土的根本問題。

如今，松靈機器人宣布推出NAVIS 3D激光自主導(dǎo)航平臺，以一種更簡單、更快捷以及更穩(wěn)定的方式，助力移動機器人走向更遠的未來。
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▍全場景自主導(dǎo)航讓移動更輕松

從室內(nèi)走向室外，移動機器人常被應(yīng)用于自主移動并完成巡檢、運輸?shù)纫幌盗腥蝿?wù)。由于環(huán)境更復(fù)雜，因此需要更精確、更可靠、更穩(wěn)定、更負(fù)責(zé)以及更智能的自主移動導(dǎo)航系統(tǒng)。但在原先，這需要終端客戶自購軟硬件二次開發(fā)，由于接口通用性問題，帶來許多集成不便以及高昂的開發(fā)和集成成本。

松靈機器人全新推出的NAVIS 3D激光自主導(dǎo)航平臺，建立在松靈機器人穩(wěn)定且優(yōu)越的移動機器人底盤基礎(chǔ)上，不僅能輕松應(yīng)對復(fù)雜溫度、路況、環(huán)境，還首次實現(xiàn)了強大的自主移動性。

機器人大講堂從松靈機器人處獲悉，早在2021年的10月份，松靈機器人便計劃在底盤優(yōu)勢基礎(chǔ)上實現(xiàn)更大提升，NAVIS 系列產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)計劃便是其嘗試提高“軟”實力的關(guān)鍵一環(huán)。

在具體參數(shù)上，松靈機器人此次推出的NAVIS可以說是一款針對半封閉和全封閉場景的行業(yè)級移動機器人導(dǎo)航產(chǎn)品，除了帶來的±5cm重復(fù)定位精度，±10cm行進定位精度，還支持二次定位點輔助定位、路徑點、路徑導(dǎo)航和自主停/避障、自主充電。憑借創(chuàng)新算法，NAVIS能夠建立多點之間的導(dǎo)航路徑，令機器人能夠沿著路徑自動航行。

在導(dǎo)航硬件上，有多個版本可以選擇，NAVIS以多線激光雷達/固態(tài)激光雷達、深度相機、IMU為主的傳感器實現(xiàn)環(huán)境感知，不僅可為機器人提供360度無盲區(qū)的環(huán)境感知能力，還可實現(xiàn)障礙物識別、智能避障、自動繞行等智能自主決策和環(huán)境感知。

NAVIS在自主移動基礎(chǔ)上，還實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化、場景地圖構(gòu)建與管理、任務(wù)系統(tǒng)管理以及系統(tǒng)管理等功能。根據(jù)用戶需求，底盤車可搭載網(wǎng)絡(luò)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)NAVIS后臺遠程監(jiān)控看實時畫面、3D激光數(shù)據(jù)、行駛速度和剩余電量等移動機器人狀態(tài)。

同時，NAVIS導(dǎo)航通過采用支持多固態(tài)激光雷達全拼接感知方案，移動平臺內(nèi)嵌感知硬件設(shè)備，實現(xiàn)了全自主開放頂部空間，Camera+Lidar綜合定位及安全防護，這使得NAVIS平臺可根據(jù)用戶需求定制導(dǎo)航方案，滿足不同行業(yè)應(yīng)用終端需求。

▍200w超大場景3D建圖

超大場景的地圖構(gòu)建能力是本次NAVIS導(dǎo)航最大的亮點。

通過16線激光雷達、視覺傳感器對周圍環(huán)境進行全面的掃描，生成周圍環(huán)境的輪廓圖，NAVIS導(dǎo)航平臺最大可構(gòu)建200萬平方米級別3D地圖。

3D 掃描建圖

在原先進行工廠、園區(qū)等超大面積地圖構(gòu)建時，一般導(dǎo)航系統(tǒng)所面臨的需要往常的做法只能是將多長地圖進行拼接，對施工效率、部署效率都會產(chǎn)生極大影響，相較而言，NAVIS無疑具有強大的建圖管理能力。

200萬平方米超大建圖面積

傳統(tǒng)的針對園區(qū)和大型室外場景的地圖構(gòu)建往往采用的都是采用高精度地圖加上矢量地圖的方案，這對于邊緣端的算力和算法都要求極高，為了降低邊緣段的算力要求，所以大部分方案上都是采用邊緣端數(shù)據(jù)采集，云端地圖構(gòu)建的方案來進行場景的組合銷售，這不僅帶來了數(shù)據(jù)上傳泄密的風(fēng)險，也為云端服務(wù)采購增加了產(chǎn)品和服務(wù)的成本。

松靈機器人通過自研算法優(yōu)化了地圖構(gòu)建、路徑規(guī)劃、定位感知對于算力和功耗的要求，在設(shè)備端實現(xiàn)地圖構(gòu)建、本地化的存儲，這使得在松靈機器人在能將所有的算法部署在較低算力平臺中，為客戶提供高性價比的產(chǎn)品。此外，客戶也可選擇搭載4G、5G路由器等設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)連接接入到設(shè)備端去獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，一定程度上保證了數(shù)據(jù)處理的及時性。

在可靠性方面，通過采用RTK融合、視覺融合、IMU 融合等多重融合算法，松靈機器人保證了在復(fù)雜環(huán)境激光雷達失效的情況下，多種傳感器的融合應(yīng)用也可給客戶一個相對穩(wěn)定、可靠的定位能力和導(dǎo)航能力，幫助機器人在戶外環(huán)境中的自主移動。

多種傳感器融合應(yīng)用

在建圖效率方面，NAVIS方案中目前最大導(dǎo)航移動速度可達2.5m/s。在一個路徑里程距約4.4公里的工業(yè)園區(qū)中，松靈一臺機器人地圖構(gòu)建僅1.5h-2h內(nèi)便能完成，小范圍園區(qū)從跑圖到建模到簡單的模擬測試自主導(dǎo)航數(shù)小時即可完成，極大的降低維護和測試的成本。

▍操作可視化，支持二次開發(fā)拓展

對于移動機器人底盤的終端用戶來說，移動集成本身的核心價值在于能自主解決問題的能力，但大部分機器人與導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)合都頗為復(fù)雜，松靈NAVIS解決方案很大程度上解決了二次開發(fā)的難度問題。

在原先，場景客戶開發(fā)能夠完成任務(wù)的移動機器人，需要自己購置激光雷達、傳感器、底盤完成集成，還需要工程人員、軟件工程師、算法工程師開發(fā)一套相對應(yīng)的定位算法和導(dǎo)航算法，然后交由專業(yè)工程師到現(xiàn)場進行相應(yīng)的實施和部署。

由于移動機器人與導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合并熟練運用涉及到C++、Python、Websocket、SLAM、ROS、UI等各類技術(shù)，整體流程非常繁瑣，對于機器人工程人員的開發(fā)能力和應(yīng)用能力都提出了綜合性的挑戰(zhàn)，對于項目的交付以及成本也都會帶來巨大的挑戰(zhàn)，同時，目前在機器人行業(yè)這樣全面型的人才非常稀缺。

可視化便捷操作

因此，松靈機器人基于對移動機器人行業(yè)應(yīng)用的深度理解，，結(jié)合移動的的感知、定位、決策、應(yīng)用等各類技術(shù)，構(gòu)建容易上手簡易交互的“軟”“硬”一體化平臺，通過將各項功能模塊化、通用化組合，NAVIS平臺上用戶能夠直接實現(xiàn)一鍵式操作，客戶只需簡單培訓(xùn)便可實現(xiàn)快速部署、實施和后續(xù)維護，大大降低了產(chǎn)品的綜合開發(fā)應(yīng)用成本。

一鍵式操作

“假如客戶需要做一個簡易的巡檢機器人，如在項目前期階段，可能需要一個能夠自主移動的機器人底盤和云臺相機就可以了，如果客戶基于NAVIS來做，它不需要做任何的開發(fā)，只用購買我們的底盤和導(dǎo)航系統(tǒng)，并在自己網(wǎng)上購買一個云臺相機，直接安裝到NAVIS軟件系統(tǒng)里就已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，因為NAVIS 已經(jīng)集成了很多終端應(yīng)用的模塊，做到了即插即用。”松靈機器人研發(fā)工程師解釋道。

為了實現(xiàn)更進一步提高應(yīng)用場景的廣泛性和通用性，提高客戶在不同場景中使用自主移動機器人的可能性，NAVIS其實已適配了常見的機器人運動學(xué)模型，包括阿克曼、差速、舵輪以及全向輪等運動學(xué)模型，可以搭配松靈機器人全系列不同底盤，適應(yīng)不同工況、不同場景下的導(dǎo)航和定位，保證客戶在不同場景、轉(zhuǎn)彎半徑、運動效率下，滿足細分場景應(yīng)用需求，給客戶帶來更多選擇。

兼容松靈機器人全系底盤

為了進一步便于客戶的二次開發(fā)，松靈機器人的NAVIS軟件提供了適用于各平臺的API，這些API涵蓋了傳感器的原始數(shù)據(jù)、建圖、定位、導(dǎo)航、任務(wù)下發(fā)、地圖修改等所有功能。基于這些API客戶將自主移動機器人的應(yīng)用集成到各種平臺。正式這些API的存在，可以讓客戶不用去關(guān)注機器人技術(shù)本身，而是更加關(guān)注在應(yīng)用場景和客戶需求。在提供API的同時，他們也提供了C++、Python等各種計算機語言的的工程開發(fā)案例，以縮短客戶的集成開發(fā)周期。

未來，NAVIS還將會適配攝像頭等各類不同的插件，讓客戶根據(jù)自己的應(yīng)用場景快速實現(xiàn)一些簡單傳感器的替換，實現(xiàn)更多功能。

▍結(jié)語與未來

“大多數(shù)場景的客戶其實想要的并不是一個移動底盤，而是一個具有自主移動能力且能解決實際問題的東西。”松靈機器人研發(fā)工程師介紹道。

為此，松靈機器人把底盤的能力和底盤的硬能力和自主導(dǎo)航系統(tǒng)的軟能力組合在一起，實現(xiàn)了軟硬結(jié)合全棧一體，保證了客戶交付過程中能有更良好的體驗，也為更多場景的移動機器人開發(fā)奠定了堅實基礎(chǔ)。

軟硬全棧的交付能力為客戶的持續(xù)服務(wù)帶來更大的可能性。由于機器人應(yīng)用的場景需求的復(fù)雜度、長期性等因素，對于供應(yīng)商的長期服務(wù)能力、技術(shù)支持能力、售后能力都提出的更高的要求，那么全棧一體的能力為快速的需求響應(yīng)帶來了可能性。

空間的移動能力是移動機器人的核心命題，從室內(nèi)走向室外，不僅僅是把一個雷達從2D變成3D，也意味更多的技術(shù)需要去克服和挑戰(zhàn)。但是也意味著更大的應(yīng)用空間和可能性。

當(dāng)前，由于開發(fā)難度大，全場景自主移動機器人的開發(fā)還相對緩慢。但松靈機器人首次嘗試以一種軟硬件結(jié)合、模塊化、通用化的方式，減輕全場景自主移動機器人的開發(fā)難度，這有望幫助更多集成商和終端客戶，加快移動機器人開發(fā)進程，最終打開更多全場景自主移動機器人的應(yīng)用可能性。