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服務(wù)機(jī)器人如何自主定位導(dǎo)航?TA還缺個[小腦]

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發(fā)表于 2016-12-22 16:50:16 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
提到服務(wù)機(jī)器人,你腦海中出現(xiàn)的會是什么?《超能陸戰(zhàn)隊》中的“萌神”大白?《星球大戰(zhàn)》中的“BB-8”?還是《機(jī)器人瓦力》中的掃地機(jī)器人瓦力?
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電影中的機(jī)器人,雖然炫酷,滿足了我們想象與期望,但是關(guān)上電視,似乎還是和我們家居生活距離很遠(yuǎn)。

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回頭看看目前我們家里有的掃地機(jī),每天在家里風(fēng)風(fēng)火火,一會卡住地毯,一會卡住鞋帶,一會卡在床底下,家里的桌椅板凳腿讓它撞的遍體鱗傷,動不動還玩消失,找也找不到……
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突然走紅的除了網(wǎng)紅,還有機(jī)器人餐廳,開業(yè)的時候吸引眼球,大批人圍觀,過段時間就會發(fā)現(xiàn)“機(jī)器人只能沿著固定線路送餐,加上餐廳人員走動大,機(jī)器人不懂得躲閃,上菜容易灑落打翻,甚至造成安全事故”,機(jī)器人服務(wù)員最終被老板“炒了魷魚”。

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先不談人臉識別、語音交互這些功能,現(xiàn)在市面上常見的服務(wù)機(jī)器人連最基本的自主行走都無法實現(xiàn)。當(dāng)然,這里的自主行走指的是可以進(jìn)行路徑規(guī)劃與自動避障,靠人為控制、埋設(shè)預(yù)定軌道與隨機(jī)碰撞尋路,完全算不上自主行走。

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對于服務(wù)機(jī)器人來說,實現(xiàn)自主定位導(dǎo)航是它可以被稱為“機(jī)器人”的前提,這也是我們對于機(jī)器人的基本要求。

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我們理想中的機(jī)器人應(yīng)該是什么樣的呢?掃地機(jī)器人知道哪里掃過了,哪里沒有掃,哪個是房間,并以房間為單位進(jìn)行清掃;送餐機(jī)器人可以隨意在餐廳里行走,當(dāng)然也不會撞到客人;在商場迷路時,隨意在服務(wù)機(jī)器人的屏幕上點擊目的地,它可以自動帶領(lǐng)你過去。
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這些看上去很簡單,卻又非常實用的功能,單靠機(jī)器人的“眼睛”(如激光雷達(dá)、攝像頭等)顯然無法實現(xiàn),還需要額外的算法和傳感器配套。

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一直以來,我們對于機(jī)器人的設(shè)計研發(fā)都是借鑒人類本身,很多公司做機(jī)器人的眼睛、大腦(主要是語音、視覺交互),當(dāng)然還有機(jī)器人整機(jī),也就是身體。是不是還少點什么?
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在人類的身體結(jié)構(gòu)中,小腦占整個腦部神經(jīng)元的50%,而它的主要作用就是為了幫助人類實現(xiàn)行走。那么在機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)中,是不是也需要這樣的小腦呢?

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答案顯然是肯定的。
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對機(jī)器人來說,小腦可以繪制環(huán)境地圖來指導(dǎo)自身行動,而如何在環(huán)境中找到一條從起點到終點,同時避開障礙物的最優(yōu)路徑顯得更為困難。
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為了幫助服務(wù)機(jī)器人更好實現(xiàn)自主行走,一個控制運動的核心中樞尤為重要。
在實際應(yīng)用時,除了利用SLAM構(gòu)建環(huán)境地圖與實時定位外,我們還希望機(jī)器人在未知環(huán)境中自動避開障礙物,實現(xiàn)自主移動。SLAMWARE采用D*算法(即動態(tài)啟發(fā)式路徑搜索算法),可以讓機(jī)器人不需要預(yù)先錄入地圖,就可以在陌生環(huán)境中行動自如,躲避動態(tài)障礙物。

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通常來說,服務(wù)機(jī)器人的工作環(huán)境都比較復(fù)雜,自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)還需支持超聲波傳感器,防跌落傳感器、碰撞傳感器和深度攝像頭的數(shù)據(jù),利用多種傳感器信息融合,實現(xiàn)更加智能、實用的自主運動。
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發(fā)表于 2016-12-22 17:03:36 | 只看該作者
CCD視覺系統(tǒng)
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3#
發(fā)表于 2016-12-22 20:03:05 | 只看該作者
像MINI pci-e的接口呢?
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4#
發(fā)表于 2016-12-23 16:17:28 | 只看該作者
如果按照人腦類比,大腦負(fù)責(zé)路線規(guī)劃,小腦負(fù)責(zé)運動協(xié)調(diào),標(biāo)題顯然錯了。機(jī)器人運動協(xié)調(diào)問題就目前看已經(jīng)能做到一定水平,比如大狗,但是自主行走仍是個難題,如何判斷障礙類型如何選擇通過方式如何自主學(xué)習(xí)都是尚未妥善解決的課題。
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5#
發(fā)表于 2016-12-26 17:44:56 | 只看該作者
自主導(dǎo)航做到穩(wěn)定還是很難的
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