近日，網(wǎng)上某品牌有一款主打AI視覺(jué)導(dǎo)航的智能掃地機(jī)器人。千元出頭的價(jià)格，最重要的是這個(gè)賣點(diǎn)讓我這個(gè)機(jī)器人迷確實(shí)有點(diǎn)謎了。讓我產(chǎn)生深刻的印象的是AI視覺(jué)導(dǎo)航這個(gè)詞。
現(xiàn)在的消費(fèi)者可能跟我有一樣的感覺(jué)。很多高端的詞讓我們對(duì)廣告感到前所未有的“虔誠(chéng)”。“搭載AI視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)，采用XXX高清攝像頭，搭載X顆AI智能處理器，配合XXX先進(jìn)視覺(jué)算法，實(shí)時(shí)捕捉機(jī)器人在家居環(huán)境中的流動(dòng)坐標(biāo)，進(jìn)行精準(zhǔn)定位和實(shí)時(shí)建圖。”這段描述是不是高級(jí)感和科技感滿滿的感覺(jué)。AI視覺(jué)導(dǎo)航發(fā)展如何？相較于市場(chǎng)主流的激光雷達(dá)定位有何優(yōu)勢(shì)？?jī)烧哂质呛畏N關(guān)系？帶著這些問(wèn)題我們來(lái)看看。
首先啥事導(dǎo)航。簡(jiǎn)單的說(shuō)，導(dǎo)航是一項(xiàng)重要的認(rèn)知任務(wù)，幫助人類和動(dòng)物在沒(méi)有地圖的情況下穿過(guò)復(fù)雜世界中長(zhǎng)長(zhǎng)的路途。此類長(zhǎng)距離導(dǎo)航可同時(shí)支持自我定位（“我在這里”）和目標(biāo)表征（“我要去那兒”）。
AI視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)
AI視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)是運(yùn)用機(jī)器視覺(jué)等相關(guān)技術(shù)識(shí)別路徑，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航的一種新興導(dǎo)航方法。AI視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制，技術(shù)最大的特點(diǎn)是速度快、信息量大、功能多。
視覺(jué)導(dǎo)航是一種重要的自主導(dǎo)航方式。裝配光電、紅外和激光等傳感器來(lái)配合完成工作。如受光線的影響很大，白天只要不在陽(yáng)光直射的條件下，視覺(jué)導(dǎo)航方案比激光雷達(dá)方案更好用，但是一到晚上，視覺(jué)導(dǎo)航方案有可能會(huì)變成瞎子，所以對(duì)機(jī)器人企業(yè)而言，目前依然不能成為替代激光雷達(dá)導(dǎo)航的方案。而且視覺(jué)導(dǎo)航方案提供的信息不直接，需要通過(guò)特征提取等稀疏化手段才能取得所需的信息，因此，帶來(lái)了大量的計(jì)算量、大存儲(chǔ)量以及大的網(wǎng)絡(luò)傳播負(fù)擔(dān)。但是對(duì)于大型商用機(jī)器人而言，一些過(guò)于復(fù)雜的場(chǎng)所，靠激光雷達(dá)導(dǎo)航方案依然是不能解決問(wèn)題，只有結(jié)合視覺(jué)導(dǎo)航方案才能更加穩(wěn)定。所以對(duì)于主流的機(jī)器人企業(yè)而言，大型商用機(jī)器人導(dǎo)航解決方案，基本上都是采用激光雷達(dá)導(dǎo)航方案＋視覺(jué)導(dǎo)航方案，只有這種多傳感器融合解決方案才能覆蓋多種場(chǎng)景下的機(jī)器人導(dǎo)航應(yīng)用。雖然目前視覺(jué)導(dǎo)航方案應(yīng)用不穩(wěn)定，但是在大型商用機(jī)器人領(lǐng)域，視覺(jué)導(dǎo)航方案正在逐漸成為不可或缺的輔助方案。
激光雷達(dá)系統(tǒng)
激光雷達(dá)是一種雷達(dá)系統(tǒng)，是一種主動(dòng)傳感器，所形成的數(shù)據(jù)是點(diǎn)云形式。其工作光譜段在紅外到紫外之間，主要發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、測(cè)量控制和電源組成。工作原理為：首先向被測(cè)目標(biāo)發(fā)射一束激光，然后測(cè)量反射或散射信號(hào)到達(dá)發(fā)射機(jī)的時(shí)間、信號(hào)強(qiáng)弱程度和頻率變化等參數(shù)，從而確定被測(cè)目標(biāo)的距離、運(yùn)動(dòng)速度以及方位。激光雷達(dá)的作用就是精確測(cè)量目標(biāo)的位置（距離與角度）、形狀（大小）及狀態(tài)（速度、姿態(tài)），從而達(dá)到探測(cè)、識(shí)別、跟蹤目標(biāo)的目的。在機(jī)器人領(lǐng)域御用方面，它根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間，計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)距離。激光光束可以準(zhǔn)確測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離，這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖。例如，歡創(chuàng)科技的激光雷達(dá)精度已達(dá)到亞毫米級(jí)別，更好地幫助機(jī)器人提供服務(wù)。
激光雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng)，適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中。激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量輕。維修方便，操縱容易，價(jià)格也較低。
激光雷達(dá)也有其弊端。首先它在工作時(shí)很受天氣和空氣影響大。大氣環(huán)流還會(huì)使激光光束發(fā)生畸變、抖動(dòng)，直接影響激光雷達(dá)的測(cè)量精度。其次，由于激光雷達(dá)的波束極窄，在空間搜索目標(biāo)非常困難，直接影響對(duì)非合作目標(biāo)的截獲概率和探測(cè)效率，只能在較小的范圍內(nèi)搜索、捕獲目標(biāo)，因而激光雷達(dá)較少單獨(dú)直接應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和搜索。
總結(jié)
這兩種定位系統(tǒng)在智能機(jī)器人，無(wú)人駕駛等諸多領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用。未來(lái)也是可期的。作為當(dāng)下智能機(jī)器人應(yīng)用來(lái)說(shuō)，激光雷達(dá)導(dǎo)航成熟度和普及率更高。現(xiàn)在的商用機(jī)器人在任務(wù)相對(duì)來(lái)說(shuō)并不是十分復(fù)雜。激光雷達(dá)導(dǎo)航能滿足發(fā)展需要。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，AI視覺(jué)導(dǎo)航定位，有著很大的發(fā)展空間。相較于激光雷達(dá)定位，它可以可視化，配合人工智能更好的計(jì)算數(shù)據(jù)。讓其“大腦”不斷豐富面對(duì)更復(fù)雜的環(huán)境。
這兩種導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)系是相輔相成的。兩個(gè)如果可以很好的整合在一起肯定有一加一大于二的效果。應(yīng)該視不同領(lǐng)域的情況，讓兩者更好的配合協(xié)作。現(xiàn)在很多廠商把喜歡一些概念化的東西植入到廣告中，打一下擦邊球。博得大家的關(guān)注。但事實(shí)的功用能不能達(dá)到就不好說(shuō)了。希望大家不要盲目相信一些廣告噱頭。找到自己需要的產(chǎn)品功能，把錢花到實(shí)處。
文章鏈接：中國(guó)機(jī)床商務(wù)網(wǎng) http://www.jc35.com/news/detail/71725.html
現(xiàn)在的消費(fèi)者可能跟我有一樣的感覺(jué)。很多高端的詞讓我們對(duì)廣告感到前所未有的“虔誠(chéng)”。“搭載AI視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)，采用XXX高清攝像頭，搭載X顆AI智能處理器，配合XXX先進(jìn)視覺(jué)算法，實(shí)時(shí)捕捉機(jī)器人在家居環(huán)境中的流動(dòng)坐標(biāo)，進(jìn)行精準(zhǔn)定位和實(shí)時(shí)建圖。”這段描述是不是高級(jí)感和科技感滿滿的感覺(jué)。AI視覺(jué)導(dǎo)航發(fā)展如何？相較于市場(chǎng)主流的激光雷達(dá)定位有何優(yōu)勢(shì)？?jī)烧哂质呛畏N關(guān)系？帶著這些問(wèn)題我們來(lái)看看。
首先啥事導(dǎo)航。簡(jiǎn)單的說(shuō)，導(dǎo)航是一項(xiàng)重要的認(rèn)知任務(wù)，幫助人類和動(dòng)物在沒(méi)有地圖的情況下穿過(guò)復(fù)雜世界中長(zhǎng)長(zhǎng)的路途。此類長(zhǎng)距離導(dǎo)航可同時(shí)支持自我定位（“我在這里”）和目標(biāo)表征（“我要去那兒”）。
AI視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)
AI視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)是運(yùn)用機(jī)器視覺(jué)等相關(guān)技術(shù)識(shí)別路徑，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航的一種新興導(dǎo)航方法。AI視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制，技術(shù)最大的特點(diǎn)是速度快、信息量大、功能多。
視覺(jué)導(dǎo)航是一種重要的自主導(dǎo)航方式。裝配光電、紅外和激光等傳感器來(lái)配合完成工作。如受光線的影響很大，白天只要不在陽(yáng)光直射的條件下，視覺(jué)導(dǎo)航方案比激光雷達(dá)方案更好用，但是一到晚上，視覺(jué)導(dǎo)航方案有可能會(huì)變成瞎子，所以對(duì)機(jī)器人企業(yè)而言，目前依然不能成為替代激光雷達(dá)導(dǎo)航的方案。而且視覺(jué)導(dǎo)航方案提供的信息不直接，需要通過(guò)特征提取等稀疏化手段才能取得所需的信息，因此，帶來(lái)了大量的計(jì)算量、大存儲(chǔ)量以及大的網(wǎng)絡(luò)傳播負(fù)擔(dān)。但是對(duì)于大型商用機(jī)器人而言，一些過(guò)于復(fù)雜的場(chǎng)所，靠激光雷達(dá)導(dǎo)航方案依然是不能解決問(wèn)題，只有結(jié)合視覺(jué)導(dǎo)航方案才能更加穩(wěn)定。所以對(duì)于主流的機(jī)器人企業(yè)而言，大型商用機(jī)器人導(dǎo)航解決方案，基本上都是采用激光雷達(dá)導(dǎo)航方案＋視覺(jué)導(dǎo)航方案，只有這種多傳感器融合解決方案才能覆蓋多種場(chǎng)景下的機(jī)器人導(dǎo)航應(yīng)用。雖然目前視覺(jué)導(dǎo)航方案應(yīng)用不穩(wěn)定，但是在大型商用機(jī)器人領(lǐng)域，視覺(jué)導(dǎo)航方案正在逐漸成為不可或缺的輔助方案。
激光雷達(dá)系統(tǒng)
激光雷達(dá)是一種雷達(dá)系統(tǒng)，是一種主動(dòng)傳感器，所形成的數(shù)據(jù)是點(diǎn)云形式。其工作光譜段在紅外到紫外之間，主要發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、測(cè)量控制和電源組成。工作原理為：首先向被測(cè)目標(biāo)發(fā)射一束激光，然后測(cè)量反射或散射信號(hào)到達(dá)發(fā)射機(jī)的時(shí)間、信號(hào)強(qiáng)弱程度和頻率變化等參數(shù)，從而確定被測(cè)目標(biāo)的距離、運(yùn)動(dòng)速度以及方位。激光雷達(dá)的作用就是精確測(cè)量目標(biāo)的位置（距離與角度）、形狀（大小）及狀態(tài)（速度、姿態(tài)），從而達(dá)到探測(cè)、識(shí)別、跟蹤目標(biāo)的目的。在機(jī)器人領(lǐng)域御用方面，它根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時(shí)間，計(jì)算目標(biāo)與自己的相對(duì)距離。激光光束可以準(zhǔn)確測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離，這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖。例如，歡創(chuàng)科技的激光雷達(dá)精度已達(dá)到亞毫米級(jí)別，更好地幫助機(jī)器人提供服務(wù)。
激光雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng)，適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中。激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量輕。維修方便，操縱容易，價(jià)格也較低。
激光雷達(dá)也有其弊端。首先它在工作時(shí)很受天氣和空氣影響大。大氣環(huán)流還會(huì)使激光光束發(fā)生畸變、抖動(dòng)，直接影響激光雷達(dá)的測(cè)量精度。其次，由于激光雷達(dá)的波束極窄，在空間搜索目標(biāo)非常困難，直接影響對(duì)非合作目標(biāo)的截獲概率和探測(cè)效率，只能在較小的范圍內(nèi)搜索、捕獲目標(biāo)，因而激光雷達(dá)較少單獨(dú)直接應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和搜索。
總結(jié)
這兩種定位系統(tǒng)在智能機(jī)器人，無(wú)人駕駛等諸多領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用。未來(lái)也是可期的。作為當(dāng)下智能機(jī)器人應(yīng)用來(lái)說(shuō)，激光雷達(dá)導(dǎo)航成熟度和普及率更高。現(xiàn)在的商用機(jī)器人在任務(wù)相對(duì)來(lái)說(shuō)并不是十分復(fù)雜。激光雷達(dá)導(dǎo)航能滿足發(fā)展需要。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，AI視覺(jué)導(dǎo)航定位，有著很大的發(fā)展空間。相較于激光雷達(dá)定位，它可以可視化，配合人工智能更好的計(jì)算數(shù)據(jù)。讓其“大腦”不斷豐富面對(duì)更復(fù)雜的環(huán)境。
這兩種導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)系是相輔相成的。兩個(gè)如果可以很好的整合在一起肯定有一加一大于二的效果。應(yīng)該視不同領(lǐng)域的情況，讓兩者更好的配合協(xié)作。現(xiàn)在很多廠商把喜歡一些概念化的東西植入到廣告中，打一下擦邊球。博得大家的關(guān)注。但事實(shí)的功用能不能達(dá)到就不好說(shuō)了。希望大家不要盲目相信一些廣告噱頭。找到自己需要的產(chǎn)品功能，把錢花到實(shí)處。
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