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旷视科技SLAM机器人技术大揭秘

发布时间: 2020-11-11 10:11:36 来源:

核心提示: 无论是八百里加急还是旧时代的加急信,古往今来人们对于物流最大的诉求,无非都在一个“快”字。但对于“快”的理解,或者说实现“快”的方式,以前和现在却已大相径庭。一开始,所谓对“快”的追求,多数聚焦在前端。
未来,旷视SLAM技术将广泛应用于移动机器人产品,为物流行业高效运作持续赋能。

文|旷视科技

物流业的演进:从高速到高效

无论是八百里加急还是旧时代的加急信,古往今来人们对于物流最大的诉求,无非都在一个“快”字。但对于“快”的理解,或者说实现“快”的方式,以前和现在却已大相径庭。一开始,所谓对“快”的追求,多数聚焦在前端。

就像提到八百里加急,送信的人一开口总会强调又“跑坏了几匹快马”;到了90年代末,民营物流开始抬头,大多数也都还是前端的交通竞速。例如在物流主题电视剧《在远方》中,主角成功拿下第一笔重要交易,就是因为找到了能够运货的飞机。

当货物数量越来越多,仓储压力也随之加大。因此,是否能够在“起跑线”开始就实现高效运作,将影响现代物流全链路的效率水平。就目前来看,物流行业所面临的挑战主要在于设备的海量规模和系统的柔性离散,并且对高可靠规划、精准化系统、高效能装备有迫切需求。

 

智慧物流已经成为行业实现高效发展的大方向。“智慧”一词其实代表了两个方面——“智”是设备的全面感知化,“慧”是系统协同的自主化。两者的融合,才能实现真正意义上的智慧物流。

在这个过程中,能够自我学习、自我修正算法策略的AI技术优势越发显著,AI正在成为智慧物流发展的新引擎。

机器人的自由穿梭多亏有了TA

解决方案,其中包括河图系统、全系列机器人及智能物流装备,能够实现设备和系统层面的深度融合赋能。

机器人作为产线中的前线员工,也是AI技术融合智慧物流的直观载体。

大家好,我们是旷视机器人天团“物流七子”~
 

 

旷视CeMAT展台:箱式四向穿梭车密集存储+货到机器人拣选+AMR搬运解决方案

对于机器人来说,虽然浑身上下都是黑科技,但要想在复杂的产线环境中自由穿梭,让货物流转更加高效,最重要的还是得有个“好眼神”,而SLAM技术可以帮助机器人解决这个痛点。此次CeMAT期间,我们也展出了搭载旷视SLAM(即时定位与地图构建)技术的机器人。

用一个通俗易懂的说法来解释SLAM技术对机器人的赋能,可以说SLAM技术是机器人的“眼睛”,帮助机器人看清周围的环境,精准确定自身位置,能够适应愈发复杂多变的物流作业环境,实现更加高效的作业流程。

依托于旷视研究院在三维视觉技术的长期积累,我们在SLAM(即时定位与地图构建)和3D感知等技术上创造了多项行业领先的技术创新。在以挑战视觉SLAM极限著称的CVPR2020 SLAM 挑战赛上,旷视研究院SLAM组以绝对优势包揽该挑战赛全部赛道的冠军。

目前,SLAM技术已应用于多款旷视智能物流设备。在机器人产品中,旷视800kg激光SLAM导航AMR“MegBot-S800”、旷视800kg视觉SLAM导航AMR “MegBot-S800V”、旷视1600kg SLAM导航智能无人堆垛叉车“MegBot-F1600”,以及旷视2000kg SLAM导航智能无人叉车MegBot-L2000等都实现了该技术与产品的深度融合。
 

 

旷视SLAM技术的沿革:从激光到视觉

一般来说,在传统机器人领域,人们很少会考虑动态环境下的使用场景。但一个能适用于工业环境的机器人,需要具备优秀的动态环境适应能力。SLAM技术对于精度、外部环境适应能力、高速下的动态定位能力等技术能力有着严苛的标准。

我们发现这与无人驾驶技术有很多契合之处,无人驾驶技术同样也对精度、响应时间、3D感知等技术能力有很高的要求。因此从一开始,旷视的SLAM研发团队就着眼于动态环境,以无人驾驶技术的思路和高标准,精进SLAM技术能力。

例如在定位方面上,业界基于纯激光的方法通常精度在2cm左右,且对于环境有较强的静态要求。旷视通过引入高精地图、多传感器融合等方法,实现了定位精度1cm内和动态环境鲁棒性的突破。

说了那么多,旷视SLAM技术的应用能力到底如何?

我们从一台机器人和它身体里的SLAM黑科技聊起
 

 

旷视800kg激光SLAM导航AMR“MegBot-S800”


l 黑科技一:智能避障

MegBot-S800机器人是旷视SLAM技术的最新应用落地之一。该机型主要应用在制造工厂等人机混杂场景。人机混杂场景中必须要考虑人、物的安全性,因此在设备的全面感知层面,S800首先关注的是机器人的安全智能运行。

除了在硬件上配备全机身覆盖的安全触边、四周灯光指示告警,以及声音提示告警等外,结合旷视在智能避障方面的优势,实现了机器人的360°对角激光防护,并具备物体识别、绕避功能,系统容错率高,安全可靠。

l 黑科技二:地图智能更新

安全配置是基础,而在复杂的产线环境中实现可靠运行,是机器人的核心能力。产线环境一般来说都非常复杂,且经常发生变化,有的时候还会遇到大动态或高动态的变化。SLAM技术原理在于地图匹配,如何在地图大动态、高频次变化时,机器人还能保证现场的可靠运行,这对于SLAM技术算法有着极高的要求。旷视SLAM技术赋予了S800动态鲁棒性,能够在50%变化率动态场景中稳健运行,即使在长走廊单一特征环境中,也不会迷路。

l 黑科技三:高精到点

当下越来越多的机器人参与到工厂的生产环节中。机器人除了要自如地应对产线复杂环境外,在与产线或工作站对接时,通常还需要极高的精度,且必须保证重复到点的精度,否则就会造成对接失败、产线中断等生产事故。目前旷视SLAM技术在定位精度上已达到业界领先水平,以S800为例,可以实现±5mm到点精度。

l 黑科技四:重定位

虽然机器人进工厂已是大势所趋,但对于运营者来说,由于工厂产线复杂,有些时候也不一定能顾得上看管机器人的运行。基于深度学习的视觉场景识别技术,搭载旷视SLAM技术的S800可以让人很省心,通过重定位的技术特点,能够实现随时随地开机、重启,无需人为干预。

l 黑科技五:柔性导航

如果说懂得避障,会构建地图是SLAM导航机器人的及格线,那么作为一名机器人优等生,它还需要更加聪明。旷视结合高精度地图和智能避障系统,让机器人学会了如何柔性导航——更加灵巧、安全和高效的进行智能导航。

l 黑科技六:激光-视觉融合

不同于激光SLAM技术通常用于平面信息的识别,视觉SLAM技术可以感知三维空间的信息,在复杂场景的适用性将更加优秀。

目前旷视SLAM技术已经实现视觉-激光多传感器融合,通过智能过滤动态物体,实现传统激光 SLAM 无法达到的动态环境适应性。而在纯视觉方面,旷视的800kg视觉SLAM导航AMR“MegBot-S800V”还采用了纯视觉导航定位,这也是旷视赢得CVPR2020 SLAM 挑战赛的双料冠军技术的实际应用体现。
 

 

旷视800kg视觉SLAM导航AMR “MegBot-S800V“


S800V能够进行人-物智能识别区分,具备低矮障碍物以及高处悬浮物的立体视觉避障功能,用一句话来形容就是“即便是一只口红掉到地上,机器人也可以识别并绕开”。

旷视的视觉导航能力不仅来源于长期在SLAM技术上的深耕,还依托其多年深度学习及神经网络的积累。旷视视觉SLAM技术能够突破传统的视觉特征,从语义级别去感知环境,且对光照更敏锐,拥有优秀的光线鲁棒性。
 

 

在智能制造和工业4.0的浪潮下,搭载SLAM技术的机器人将拥有巨大的市场容量。在各类导航机器人中,SLAM导航机器人也将是未来趋势之一。在经历激光SLAM导航,激光视觉融合SLAM导航之后,视觉SLAM导航机器将成为主流。目前旷视在以上领域都已率先布局。

未来,旷视SLAM技术将广泛应用于移动机器人产品,在为物流行业的高效运作持续赋能的同时,在工业检测和识别细分领域中,结合旷视AI技术优势所打造的AI+SLAM机器人也将越来越丰富。

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