AGV搬運(yùn)機(jī)器人「眼睛」的未來(lái)：3D視覺(jué)導(dǎo)航方案

搬運(yùn)機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，也就是人們常提到的AGV(自動(dòng)引導(dǎo)車(chē))中的一個(gè)主流大類(lèi)。隨著工廠自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)技術(shù)逐步發(fā)展，以及柔性制造系統(tǒng)、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的廣泛應(yīng)用，AGV搬運(yùn)機(jī)器人作為必要的自動(dòng)化搬運(yùn)裝卸手段，其應(yīng)用范圍和技術(shù)水平都得到了迅猛的發(fā)展。

據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示，世界上使用的搬運(yùn)機(jī)器人已逾10萬(wàn)臺(tái)，部分發(fā)達(dá)國(guó)家更是制定出人工搬運(yùn)的最大限度，規(guī)定超過(guò)限度的必須由搬運(yùn)機(jī)器人來(lái)完成。大大減輕了人類(lèi)繁重的體力勞動(dòng)。

搬運(yùn)機(jī)器人現(xiàn)有主流導(dǎo)航方案

機(jī)器人搬運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)編程完成各種預(yù)期的任務(wù)，在自身結(jié)構(gòu)和性能上有了人和機(jī)器的各自優(yōu)勢(shì)，尤其體現(xiàn)出了人工智能和適應(yīng)性。智能搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)展至今，衍生出了多種導(dǎo)航方式。目前比較主流的智能搬運(yùn)機(jī)器人導(dǎo)航方式有：電磁導(dǎo)航、磁條導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、激光導(dǎo)航，以及3D視覺(jué)導(dǎo)航。

對(duì)以上這些導(dǎo)航方案稍加了解(參考以下表格)，便不難看出，從成本、安全性和技術(shù)先進(jìn)性等方面來(lái)看，3D視覺(jué)導(dǎo)航方案優(yōu)勢(shì)明顯，無(wú)疑是AGV搬運(yùn)機(jī)器人導(dǎo)航方案中最有應(yīng)用前景的方向。

AGV搬運(yùn)機(jī)器人導(dǎo)航方案對(duì)比

視覺(jué)導(dǎo)航方案的優(yōu)勢(shì)

成本上來(lái)說(shuō)，電磁導(dǎo)航需要進(jìn)行環(huán)境改造，施工維護(hù)成本高;磁條導(dǎo)航和二維碼導(dǎo)航則分別需要在地面安裝二維碼和反射板，同樣成本較高;3D視覺(jué)導(dǎo)航應(yīng)用時(shí)則無(wú)需進(jìn)行環(huán)境改造施工，維護(hù)成本低，且價(jià)格相對(duì)組合激光來(lái)說(shuō)也比較低。

安全性來(lái)說(shuō)，3D視覺(jué)導(dǎo)航的原理是利用仿生學(xué)原理，通過(guò)標(biāo)定后的雙攝像頭得到同步曝光圖像，通過(guò)計(jì)算獲取一個(gè)視野范圍內(nèi)的三維立體信息。相比激光的平面掃描，3D視覺(jué)導(dǎo)航更容易應(yīng)付諸多環(huán)境變化，避障更靈活。

「雙目測(cè)距原理」示意圖

此外，視覺(jué)導(dǎo)航與被觀測(cè)對(duì)象完全無(wú)接觸，因此對(duì)觀測(cè)與被觀測(cè)對(duì)象，都不會(huì)產(chǎn)生任何損傷，十分安全可靠。AGV小車(chē)在完成自動(dòng)化搬運(yùn)裝卸作業(yè)時(shí)，除了要保證AGV 自身安全以及AGV各功能的正常運(yùn)行，還要在最大可能的范圍內(nèi)保護(hù)人員和運(yùn)行環(huán)境設(shè)施的安全。這樣的安全訴求，3D視覺(jué)導(dǎo)航方案可很好的滿足。

最后從技術(shù)先進(jìn)上來(lái)說(shuō)，視覺(jué)導(dǎo)航無(wú)疑是最為前沿的技術(shù)，可以有效規(guī)避其他4種傳統(tǒng)AGV導(dǎo)航方案的大部分缺點(diǎn)。而事實(shí)上，雙目視覺(jué)傳感器作為3D視覺(jué)導(dǎo)航最為廣泛依賴(lài)的硬件，也早已走入了搬運(yùn)機(jī)器人導(dǎo)引方案的落地應(yīng)用中。

視覺(jué)傳感器發(fā)展方向

當(dāng)然，純雙目視覺(jué)方案也并非“萬(wàn)金油”，亦存在計(jì)算復(fù)雜、受光照和物體紋理性質(zhì)影響較大等局限性，離廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中還存在一定距離。

小覓雙目結(jié)構(gòu)光(又稱(chēng)主動(dòng)雙目)慣導(dǎo)相機(jī)的方案的誕生，不止解決了單一被動(dòng)光雙目在黑暗和無(wú)紋理環(huán)境下的工作問(wèn)題，相較結(jié)構(gòu)光和ToF方案，還規(guī)避了相機(jī)間相互干擾的問(wèn)題，可以更好適應(yīng)室外強(qiáng)烈陽(yáng)光的環(huán)境，獲得更遠(yuǎn)的工作距離、更高的精度和更低的成本，可廣泛適用于更多的應(yīng)用場(chǎng)景。這其中，就包含AGV搬運(yùn)機(jī)器人的導(dǎo)航方案應(yīng)用。

視覺(jué)導(dǎo)引AGV方案的發(fā)展前景

雖然視覺(jué)導(dǎo)引AGV方案，目前還沒(méi)能像電磁導(dǎo)引和激光導(dǎo)引AGV那樣廣泛使用，但顯而易見(jiàn)的是，隨著視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)在實(shí)用性、魯棒性和測(cè)量精度方面的不斷進(jìn)步和突破，成為AGV搬運(yùn)機(jī)器人乃至更多應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器人的“眼睛”，必是大勢(shì)所趨。

未來(lái)，MYNTAI小覓智能也將繼續(xù)深耕立體視覺(jué)領(lǐng)域，不斷完善小覓雙目結(jié)構(gòu)光(又稱(chēng)主動(dòng)雙目)慣導(dǎo)相機(jī)的方案，讓其可以在室內(nèi)室外復(fù)雜的環(huán)境中，獲得更遠(yuǎn)的工作距離、更高的精度和更低的成本，從而幫助更多視覺(jué)應(yīng)用方案的快速產(chǎn)品化和落地。真正實(shí)現(xiàn)“為人工智能時(shí)代應(yīng)用裝上一雙眼睛，讓機(jī)器能更好的感知三維空間、并學(xué)會(huì)定位和行走。”的美好愿景。

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