3D視覺(jué) | 為防疫機器人裝上智慧之眼

新冠疫情爆發(fā)以來(lái)，機器人企業(yè)敏銳地嗅到了市場(chǎng)的氣息，紛紛加入到抗疫機器人產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和市場(chǎng)開(kāi)拓中。年后復工復產(chǎn)以來(lái)，醫療服務(wù)機器人、醫用消毒機器人、無(wú)接觸式測溫機器人的生產(chǎn)和銷(xiāo)售均呈現井噴式增長(cháng)。
 

市場(chǎng)對防疫機器人的需求*未有放大，然而，機器人是一項集成度非常高，綜合性相當強的人工智能技術(shù)。雖然，我國機器人已經(jīng)歷20年發(fā)展，并在多個(gè)行業(yè)中批量成熟運用，但醫院環(huán)境的復雜性仍不容小覷，——醫院人員走動(dòng)量大（動(dòng)態(tài)障礙物多），各類(lèi)設備多（靜態(tài)障礙物多）。因此，移動(dòng)機器人要在醫院環(huán)境中安全、穩定、高效運行，“避障”成了首要解決的問(wèn)題。

為提高移動(dòng)機器人對障礙物的精準感知，藍芯科技3D視覺(jué)避障系統（LX-3DV-BAS）應運而生。LX-3DV-BAS由藍芯科技自主研發(fā)的Eagel(鷹)系列3D視覺(jué)傳感器和智能算法組成。通過(guò)搭載LX-3DV-BAS，移動(dòng)機器人在行進(jìn)過(guò)程中能夠實(shí)時(shí)獲取周?chē)系K物信息，包括尺寸、形狀和位置等，就好像給機器人裝上了“智慧之眼”。
 

在環(huán)境感知方案上，市面上避障傳感器種類(lèi)繁多，但無(wú)外乎單點(diǎn)紅外傳感器、單線(xiàn)激光雷達、超聲波傳感器、碰撞條，以及視覺(jué)傳感器。機械式碰撞條這種暴力性、機械式的避障通常作為后的防撞措施；超聲波避障這種技術(shù)經(jīng)常會(huì )出現誤判；技術(shù)稍*一些的采用激光雷達進(jìn)行避障，但激光雷達的局限性在于，它只能掃描某一平面內的障礙物，對那些低于或者高于掃描面的障礙物則表現出無(wú)能為力，尤其是低矮障礙物和懸空障礙物；技術(shù)極為*是采用視覺(jué)進(jìn)行立體避障也就是3D視覺(jué)避障，但是絕大多數視覺(jué)避障都是針對近距離障礙物進(jìn)行識別。因此，目前極為完善的避障方案是3D視覺(jué)＋激光雷達。

用于3D視覺(jué)避障的技術(shù)種類(lèi)同樣不少，——結構光3D視覺(jué)技術(shù)，通常無(wú)法在強環(huán)境光下工作，甚至長(cháng)時(shí)間工作都會(huì )存在測距不準的情況；雙目3D視覺(jué)技術(shù)的難點(diǎn)在于雙目匹配的復雜性和魯棒性較差，在黑暗無(wú)光的情況下實(shí)現不了避障；基于TOF的視覺(jué)避障技術(shù)則因為計算復雜度較低、魯棒性較高、環(huán)境光抑制能力較好而成為移動(dòng)機器人避障shou選。藍芯科技正是采用TOF視覺(jué)避障技術(shù)。
 

為應用在移動(dòng)機器人上，藍芯科技的技術(shù)人員將相機放在振動(dòng)臺（100Hz震動(dòng)），高低溫循環(huán)箱（-10℃-80℃、濕度90%）內連續運轉超過(guò)2個(gè)月。常規室內情況下，裝有Eagle系列傳感器的移動(dòng)機器人可以避開(kāi)地面以上3cm障礙物或低于地平面3cm的凹坑，面對窗邊陽(yáng)光直射場(chǎng)景，金屬拉絲反光，低至5%反射率等情況依然有較好的避障性能。因此，3D視覺(jué)傳感系統（LX-3DV-BAS)能夠很好地解決機器人在醫院、工廠(chǎng)、學(xué)校、機場(chǎng)、酒店、商場(chǎng)等復雜環(huán)境下運行的諸多技術(shù)難題，包括高環(huán)境光干擾，金屬拉絲反光，反射率影響，運動(dòng)模糊，多機干擾等等。

以工匠精神千錘百煉，苛求每一個(gè)細小參數，經(jīng)反復驗證后推向應用，技術(shù)和產(chǎn)品才經(jīng)得起市場(chǎng)和時(shí)間的考驗。藍芯科技已將3D視覺(jué)傳感系統（LX-3DV-BAS)搭載在自主研發(fā)的移動(dòng)機器人產(chǎn)品上，并且在國內多個(gè)工廠(chǎng)中廣泛應用。

上圖中的測溫消毒機器人采用Eagle系列LXPS-Eagle-I310-U傳感器進(jìn)行避障，傳感器詳細規格參數如下：