這周在KUKA AMR辦公室里發(fā)生了一件有意思的事情。

不過(guò)，話(huà)說(shuō)回來(lái)，AMR是如何做到精準定位及準確到達目的地的呢？

 別急，我們這就告訴你。AMR機器人能識別位姿并精準到達目的地主要是依賴(lài)于我們經(jīng)常提到的SLAM導航技術(shù)。

 什么是SLAM技術(shù)？

 S.L.A.M.全稱(chēng)為Simultaneous Localization and Mapping，是解決機器人在未知環(huán)境運動(dòng)時(shí)的定位與地圖構建的技術(shù)領(lǐng)域，直接翻譯來(lái)講是“實(shí)時(shí)定位與地圖構建”技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓機器人通過(guò)傳感器來(lái)獲取環(huán)境信息，在哪里，去哪里，怎么去，這里有什么，那里是什么，隨后系統將根據環(huán)境信息來(lái)獲取自身方位及路徑規劃。 

有點(diǎn)難理解？沒(méi)關(guān)系，我們舉個(gè)例子。

 現在我們假設你出差來(lái)到一個(gè)陌生的城市，為了迅速地熟悉環(huán)境并完成自己入住酒店的任務(wù)，這時(shí)你應該依次完成以下事情：

1、特征提取

用眼睛觀(guān)察周?chē)h(huán)境等，并記住他們的特征

2、地圖構建

在自己大腦中，根據眼睛獲取的信息，把環(huán)境特征用二維或三維地圖形式構建起來(lái)

3、bundle adjustment or EKF

當自己在行走時(shí)，不斷獲取新的特征地標，并且校正自己頭腦中的地圖模型

4、trajectory

根據自己前一段時(shí)間行走獲得的特征地標，確定自己的位置

5、loop-closure detection

當無(wú)意中走了很長(cháng)一段路的時(shí)候，和腦海中的以往地標進(jìn)行匹配，看一看是否走回了原路

 以上五步是同時(shí)進(jìn)行的，因此是Simultaneous Localization and Mapping。

作為自主移動(dòng)機器人不可或缺的重要技術(shù)，SLAM技術(shù)正在受到越來(lái)越多關(guān)注。

 目前，SLAM技術(shù)被廣泛運用于機器人、無(wú)人機、無(wú)人駕駛、AR、VR等領(lǐng)域，依靠傳感器可實(shí)現機器的自主定位、地圖構建、路徑規劃、自主導航等功能。

 激光SLAM or 視覺(jué)SLAM？

 目前用在SLAM上的傳感器主要分為兩類(lèi)，一種是基于激光雷達的激光SLAM(Lidar SLAM)和基于視覺(jué)的VSLAM(Visual SLAM)。

視覺(jué)SLAM如眼睛一樣是獲取外界信息的主要來(lái)源，它可以從環(huán)境中獲取海量的、富于冗余的紋理信息，這是視覺(jué)SLAM的優(yōu)點(diǎn)。

 由于相機具有體積小、能耗低、成本低的優(yōu)勢，而常被作為機器人的“眼睛”，這就是視覺(jué)SLAM的基礎。機器人自身通過(guò)相機獲取的圖像信息作為基礎，刻畫(huà)出周?chē)h(huán)境，再傳輸給“大腦”，最后系統進(jìn)行判斷，完成機器人的定位。

 聽(tīng)著(zhù)簡(jiǎn)單，然而這項技術(shù)信息處理難度大、復雜度高，并且極易容易受到光照條件的影響，有時(shí)候就會(huì )顯得心有余而力不足。

 所以激光SLAM來(lái)幫忙了

激光SLAM采用2D或3D激光雷達（也叫單線(xiàn)或多線(xiàn)激光雷達），2D激光雷達一般用于室內機器人上（如掃地機器人），而3D激光雷達一般使用于無(wú)人駕駛、機器人、AMR/AGV等領(lǐng)域。激光雷達的出現和普及使得測量更快更準，信息更豐富。

激光雷達測距比較準確，誤差模型簡(jiǎn)單，特殊環(huán)境以外運行穩定，點(diǎn)云處理也比較容易，能夠充分適應動(dòng)態(tài)變化環(huán)境，真正做到“你說(shuō)東，它不往西”。激光SLAM理論研究也相對成熟，落地產(chǎn)品更豐富。

通過(guò)對比發(fā)現，激光SLAM和視覺(jué)SLAM各有所長(cháng)，單獨使用都有其局限性，而融合使用則具有取長(cháng)補短的作用。例如，視覺(jué)在紋理豐富的動(dòng)態(tài)環(huán)境中穩定工作，并能為激光SLAM提供非常準確的點(diǎn)云匹配，而激光雷達提供的精確方向和距離信息在正確匹配的點(diǎn)云上會(huì )發(fā)揮更大的威力。而在光照嚴重不足或紋理缺失的環(huán)境中，激光SLAM的定位工作使得視覺(jué)可以借助不多的信息進(jìn)行場(chǎng)景記錄。

 這就是為什么我們KUKA AMR中多款產(chǎn)品都使用了融合導航的方式，以實(shí)現AMR在實(shí)際工作環(huán)境中精準找到自己的位置，看清周?chē)h(huán)境，計算出最優(yōu)路線(xiàn)，最終準確到達目的地，完成工作任務(wù)。

未來(lái)應用

 SLAM技術(shù)目前已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域都取得了不錯的落地效果與成績(jì)，包括室內的移動(dòng)機器人，AR/VR、無(wú)人機、無(wú)人駕駛等等。

 在未來(lái)，隨著(zhù)傳感器精度的不斷提升，成本逐步降低，魯棒性增強，都將為更多行業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變化。而隨著(zhù)SLAM技術(shù)的火熱，也將有越來(lái)越多的這方面人才涌進(jìn)移動(dòng)機器人領(lǐng)域，注入更多新鮮血液，帶來(lái)新的技術(shù)方向與研究領(lǐng)域。 

作為深耕工業(yè)領(lǐng)域120多年的行業(yè)專(zhuān)家，庫卡早已關(guān)注到SLAM技術(shù)未來(lái)的發(fā)展前景，早在2008年就已開(kāi)始布局，至今不斷深入研究，推出了更加完美先進(jìn)的激光SLAM技術(shù)。今年又推出了新一代AMR產(chǎn)品KMP 1500i和AMR+產(chǎn)品，不需要輔助就能實(shí)現定位精度高達±10mm。