激光or視覺，機器人導(dǎo)航定位該選誰？
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機氣林電商有話說：
近年來，機器人已經(jīng)從最初的工業(yè)應(yīng)用逐步且廣泛的進入人們的日常生活中，銀行、酒店、醫(yī)院、商場的服務(wù)機器人已經(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)用場景的擴充，機器人種類、數(shù)量的不斷增加，類似撞人、錯位、運行不穩(wěn)定等問題頻頻出現(xiàn)。究其原因，機器人的導(dǎo)航定位正是此類問題出現(xiàn)的“罪魁禍首”。
機器人需要更具場景適用性的導(dǎo)航方案
提到機器人導(dǎo)航定位，很多人首先想到的便是激光雷達。激光雷達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)用于掃地機器人的低端雷達抑或應(yīng)用于工業(yè)機器人的高端雷達，激光雷達的成本已經(jīng)是機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、開機重啟等情況下，激光雷達也很難進行快速準確的重定位。因此，在酒店、室外等場景中，采用激光雷達導(dǎo)航的機器人更容易出錯。
如何找到一種成本更低，性能更可靠的機器人導(dǎo)航定位方案，成了很多機器人廠商共同關(guān)注的問題。針對這一問題，國內(nèi)計算機視覺方案提供商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行處理，建立環(huán)境地圖，進而規(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算資源，對算法能力要求極高，同時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。
在姜文看來，在以掃地機為代表的小型機器人底盤上，視覺導(dǎo)航方案是一種替代性的方案，可以取代現(xiàn)有的激光雷達方案，以更低的成本實現(xiàn)建圖、導(dǎo)航、避障甚至回充等功能，并且智能化程度更高，具有很強的交互潛力。但在以安全為前提的服務(wù)機器人上，視覺導(dǎo)航更合理的使用方式是與現(xiàn)有激光、里程計等多傳感器融合，解決假回環(huán)、重定位、深度測量等問題，進一步提高機器人的魯棒性，滿足更為嚴苛的使用需求。
除此之外，視覺導(dǎo)航還能為機器人帶來交互能力的提升。姜文告訴記者，視覺作為最高緯度的感知手段，不僅可以進行測距、導(dǎo)航定位，更可以對事物進行識別和理解，為機器人提供了獲取語義地圖的能力。
舉個簡單的例子，掃地機器人在家中工作時，會進入各個房間，遇到各種障礙，結(jié)合INDEMIND視覺技術(shù)的機器人可以識別出每個房間的用途，同時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、寵物糞便等對機器人造成傷害的物品，同時結(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)?？梢韵胂?，未來的機器人不再只是效率提高了一些，聰明了一點，而是可以真的具有與人進行基本交互的智能機器人。
另外，對于現(xiàn)有機器人接入視覺導(dǎo)航方案的成本問題，姜文表示，成本主要分布在兩個方面，得益于INDEMIND對于算法的強大優(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，整個模組的成本要遠低于低端激光雷達，更不用和高端激光雷達對比了。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，在掃地機器人等小型平臺上可以直接根據(jù)參考設(shè)計進行調(diào)試部署，而對于大型機器人，則可以提供不同平臺不同版本的SDK，只要跟產(chǎn)品當前的算法系統(tǒng)進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際效果。
總的來說，與激光雷達方案相比，視覺導(dǎo)航是一個維度更高、成本更低、適用性更強的機器人導(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器人無疑在面臨下一輪競爭時更具優(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)航也必將成為機器人導(dǎo)航領(lǐng)域的主流。
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