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SLAM让智能机器人与室内三维应用迎来空前爆点

文章出处:xsy 人气: 发表时间:2016-03-08 08:40

  本文由东莞新速源减速机转载:上个月在西班牙巴塞罗那举办的2016世界移动通信大会(NWC2016)上,谷歌祭出有关ProjectTango的新成果,让关注焦点锁定在室内三维数据生产及室内定位导航背后的核心技术SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)。

  SLAM含义是“即时定位与地图构建”,自1988年被提出以来主要用于研究机器人移动的智能化。而结合当今技术,对于卫星导航信号严重衰减、甚至完全消失的室内环境中,配备了激光雷达、深度摄像头等关键设备或部件,SLAM技术帮助机器人构建在室内场景中的三维数据生产及环境感知系统,以助力机器人的自主行走。

  在近30年后的今天,如沐春风的SLAM,又迎来了哪些新的机遇?

  门槛降低,SLAM机器人民用市场正待崛起

  比如这次ProjectTango在西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚国家艺术博物馆的定位导航演示中,你能发现谷歌正在颠覆以往的智能手机,并通过给Tango设备加装普通摄像头之外的一个广角摄像头和一个深度摄像头(TOF)来增强环境感知的能力。

  而更重要的,还是ProjectTango利用SLAM让未来的移动终端,在不依赖WiFi或蓝牙的前提下,也能独立感知所在的室内环境;它具体包括如何三维数字化地还原一个室内环境,并且知道自己在这个环境中的准确位置。

  在数据采集环节,Tango设备深度摄像头用于构建可量测的室内三维环境。在空间感知环节,将室内三维数据的特征,以可被Tango设备识别的数学逻辑存到云端,设备再根据轨迹、对比所处现实环境和三维数据特征,以及方位自主校正,最终判断所在的位置。

  客观来说,Project Tango提供的室内定位与导航服务,还只是他们践行SLAM的冰山一角。但Project Tango会通过开放API和SDK让SLAM应用更加普及,这的确值得期待。

  SLAM还会有哪些应用?在近一两年时间里,SLAM技术会更快节奏地被包装到一些前沿的科技产品中。这样的趋势已经发生在国内。

  比如这家名叫塔米科技的公司基于SLAM推出了一款扫地机器人,目前市场价2999元人民币。在初次使用时,机器人会记录家庭环境并将采集到的三维数据进行储存;在随后的作业中,机器人将规划最优清扫路线对清扫各个房间。这款产品的亮点还在于,它能记住充电电源的位置,一旦电量低或完成清扫任务时,它能回到充电处补充电能。

  还有一家名叫思岚科技的公司,你能看出它的命名是取自SLAM的谐音,其主要业务是致力于研发平民价格二维激光雷达套件,并研究机器人室内定位和制图的解决方案。目前思岚科技已经让关键的二维激光雷达部件售价降低到几百元人民币,无疑这在一定程度上进一步拓展了SLAM技术的应用前景。

  另一家名叫速感科技的创业公司还利用SLAM技术开发了一款智能购物车。除了在购物车上集成二维激光雷达套件,以用于构建和感知商超环境,购物车架上还装有深度摄像头识别购物车的主人,做到自主跟随。商品结算后,购物车也能也返回至设定地点集合。

  速感科技的一位产品负责人告诉3sNews,SLAM技术中关键成本的降低,使其在民用市场的商业化进程进一步加快,作为一家提供解决方案的创业公司,他们目前也开放了核心算法,准备构建机器人智能的生态。

  SLAM的行业级市场,又一片蓝海

  除了应用在机器人行业,得益于即时定位与地图构建的技术原理和优势,在行业应用中,围绕着大型场所的三维数据快速生产和服务的搭建,也让SLAM技术越来越受到关注,一些应运而生的产品和服务,走向了市场。

  所以,尽管室内三维数据应用的市场需求越来越大,但像博物馆、商场、机场等室内公共场所的三维信息化进展并没有想象中的那么快,其最大制约在于依靠传统手段,从前端数据采集到内业处理,再基于数据成品开发室内三维应用,其中每个节点的周期都很长。

  

  这些难题,都给了SLAM技术一展拳脚的机会。不必非得搭配IMU、WiFi或蓝牙,SLAM技术依托专业激光雷达、声呐、深度影像采集和识别系统,最终整合在一种推车式的采集设备中;它能在同一时间里定位、采集和拼接室内空间的高精度三维信息,这与以往使用静态激光雷达采集设备采集数据、再通过漫长的人工处理和生产出可用的三维数据相比,效率明显提升。

  虽然提供这种设备、包括打包解决方案的公司,在全球数量还并不多,但市场前景可能是巨大的。而且已有业内人士预测:一套SLAM采集系统一天可采集5万平方米的室内数据,在未来的5年时间里,会有500亿平方米的室内空间将以SLAM技术方式被采集,数据且会以更高效率满足不同应用需要。

  现在通过任何方法获取的三维数据,在其主流的应用趋势上,应当支持现阶段市场需求更强劲的Web应用,兼容HTML5和WebGL,无需安装其他插件和独立的应用程序,为大众移动终端所轻而易举地使用。在效率上引领着室内三维数据的采集方式的SLAM技术,更进一步地促进了室内三维数据的应用。比如下面这些应用案例,无疑都在推动SLAM技术应用的普及和发展。

  ·提高大型公共场所的服务和管理效率

  案例来自占地约20公顷的德国第二大机场——慕尼黑机场。在这里,乘客利用机场的三维室内地图,规划内部的目的地线路;同样,机场工作人员也利用三维地图确定自己的位置,然后在一套内部OA系统中规划执行任务的线路,以节约时间、提高效率。由于室内环境经常变化,面向乘客和工作人员的室内三维地图也需要经常更新,对此机场方面专门购买了基于SLAM技术的推车设备,组建专门的团队,只要有地方发生了格局改变,队伍马上过去采集数据,然后迅速对系统中的数据做出更新。

  ·助力虚拟博物馆的参观服务

  博物馆囿于参观人数限制、管理维护成本高等问题,对于创建高精度、高质量的虚拟三维场馆的需求是迫切的,而且对一些经常改变和优化展品种类及布局的博物院而言,需求还是高频的。所以有SLAM技术和专业设备的支持,在虚拟博物馆的建设需要得到保证后,博物馆官方便能为线下、线上的经营,作出更多有利的决策。

  ·用于建筑施工领域的效率提升和成本降低

  建筑专家和建筑项目管理人员往往需要密切监督所负责的施工建筑的进展情况,但很多时候,他们却并不在现场,以致在一切重要的时刻,可能会延误施工进程,增加项目的成本。但依靠SLAM技术和专业设备,高精度的建筑主题、管网或是材料信息的三维模型数据会及时递交到这些负责人的移动终端上,以便尽快处理问题。另外,通过SLAM技术快速制图的能力,也有助于施工项目阶段性地备份施工数据,所以一旦发生问题,业主可以追溯这些三维信息化的施工进程,进而做到清楚地定责和理赔。

  ·无缝连接室内外的ERP软件

  大型连锁企业,从供应链和物流服务的管理,到线下连锁商店的经营,依赖信息化手段提供支持。而SLAM和有关设备则从线下门店的信息化管理层面,提供支持。而基于室内外一体化的数据,连锁企业可以根据统一的需要,在ERP系统中部署业务,完善从采购、货运、入库、零售的一体化导航,提高效率。

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