這周在KUKA AMR辦公室里發(fā)生了一件有意思的事情。
不過，話說回來，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于我們經常提到的SLAM導航技術。
什么是SLAM技術？
S.L.A.M.全稱為Simultaneous Localization and Mapping，是解決機器人在未知環(huán)境運動時的定位與地圖構建的技術領域，直接翻譯來講是“實時定位與地圖構建”技術，簡單來說就是讓機器人通過傳感器來獲取環(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(tǒng)將根據(jù)環(huán)境信息來獲取自身方位及路徑規(guī)劃。
有點難理解？沒關系，我們舉個例子。
現(xiàn)在我們假設你出差來到一個陌生的城市，為了迅速地熟悉環(huán)境并完成自己入住酒店的任務，這時你應該依次完成以下事情：
1、特征提取
用眼睛觀察周圍環(huán)境等，并記住他們的特征
2、地圖構建
在自己大腦中，根據(jù)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
3、bundle adjustment or EKF
當自己在行走時，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(jù)自己前一段時間行走獲得的特征地標，確定自己的位置
5、loop-closure detection
當無意中走了很長一段路的時候，和腦海中的以往地標進行匹配，看一看是否走回了原路
以上五步是同時進行的，因此是Simultaneous Localization and Mapping。
作為自主移動機器人不可或缺的重要技術，SLAM技術正在受到越來越多關注。
目前，SLAM技術被廣泛運用于機器人、無人機、無人駕駛、AR、VR等領域，依靠傳感器可實現(xiàn)機器的自主定位、地圖構建、路徑規(guī)劃、自主導航等功能。
激光SLAM or 視覺SLAM？
目前用在SLAM上的傳感器主要分為兩類，一種是基于激光雷達的激光SLAM(Lidar SLAM)和基于視覺的VSLAM(Visual SLAM)。
視覺SLAM如眼睛一樣是獲取外界信息的主要來源，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SLAM的優(yōu)點。
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SLAM的基礎。機器人自身通過相機獲取的圖像信息作為基礎，刻畫出周圍環(huán)境，再傳輸給“大腦”，最后系統(tǒng)進行判斷，完成機器人的定位。
聽著簡單，然而這項技術信息處理難度大、復雜度高，并且極易容易受到光照條件的影響，有時候就會顯得心有余而力不足。
所以激光SLAM來幫忙了
激光SLAM采用2D或3D激光雷達（也叫單線或多線激光雷達），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人駕駛、機器人、AMR/AGV等領域。激光雷達的出現(xiàn)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，誤差模型簡單，特殊環(huán)境以外運行穩(wěn)定，點云處理也比較容易，能夠充分適應動態(tài)變化環(huán)境，真正做到“你說東，它不往西”。激光SLAM理論研究也相對成熟，落地產品更豐富。
通過對比發(fā)現(xiàn)，激光SLAM和視覺SLAM各有所長，單獨使用都有其局限性，而融合使用則具有取長補短的作用。例如，視覺在紋理豐富的動態(tài)環(huán)境中穩(wěn)定工作，并能為激光SLAM提供非常準確的點云匹配，而激光雷達提供的精確方向和距離信息在正確匹配的點云上會發(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可以借助不多的信息進行場景記錄。
這就是為什么我們KUKA AMR中多款產品都使用了融合導航的方式，以實現(xiàn)AMR在實際工作環(huán)境中精準找到自己的位置，看清周圍環(huán)境，計算出最優(yōu)路線，最終準確到達目的地，完成工作任務。
未來應用
SLAM技術目前已經在多個領域都取得了不錯的落地效果與成績，包括室內的移動機器人，AR/VR、無人機、無人駕駛等等。
在未來，隨著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)領域帶來革命性的變化。而隨著SLAM技術的火熱，也將有越來越多的這方面人才涌進移動機器人領域，注入更多新鮮血液，帶來新的技術方向與研究領域。
作為深耕工業(yè)領域120多年的行業(yè)專家，庫卡早已關注到SLAM技術未來的發(fā)展前景，早在2008年就已開始布局，至今不斷深入研究，推出了更加完美先進的激光SLAM技術。今年又推出了新一代AMR產品KMP 1500i和AMR+產品，不需要輔助就能實現(xiàn)定位精度高達±10mm。
