朋友们解答下, 巧乐送灵巧手机器人人感知避障怎样？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-12-22 03:03 标签： 灵巧手机器人

2023-07-12 10:01
来源:
读创发布于：广东省
读创/深圳商报记者 涂竞玉 文/图
每到就餐高峰期，餐厅就存在人流量大、环境极具复杂性和不确定性等难题，对送餐机器人的通过性和灵活度有着较高要求。这个问题也成为商用机器人行业一直面临的“卡脖子”难题，导致现有送餐机器人渗透率仍然较低。
为了优化机器人在餐厅高峰期的顾客体验和通行效率，深圳市普渡科技有限公司首创了机器人动态实时激光交互系统，为建立室内机器人与行人路权调度规则进行了探索。
商用机器人带来全新消费体验
商用机器人通常由传感器、电子控制系统、执行器、计算设备等部件组成。伴随着AI技术的发展、核心零部件成本的下降，商用服务机器人的兴起让全球老龄化加剧造成的劳动力资源短缺问题得以缓解，大幅降低人力成本。对于现代企业来说，也是形成差异化的重要手段，有利于提升门店之间的差异化和品牌竞争力。而对于顾客来说，智能机器人带来的是一种全新的消费体验，在解放服务人力的同时，顾客可以享受到更周到细致的服务。
普渡科技是商用机器人领域的“佼佼者”。其研发推出的配送机器人“巧乐送”，赋予了机器人行走意图可视化能力，以此来建立室内配送场景下人机通行的“红绿灯”机制，有效解决相向通行时因机器人行走意图不明导致行人无法快速选择最优路径的问题。“我们通过激光投影和声音、表情、灯光等多模态交互的融合来实现对机器人行驶意图的反馈和传达，最终实现机器人和行人之间的路权分配。”普渡科技创始人兼CEO张涛说。
普渡科技拥有多项核心技术优势
如今，商用机器人产品更加智能化，在服务、医疗、健康、教育等领域逐渐扩大，呈现出蓬勃发展的态势。随着国产替代化进程加快，愈来愈多企业开始采用国产关键零部件，进而降低机器人产品的生产成本，最终将完全实现替代化。
据介绍，在硬件方面，普渡科技通过自主研发单线激光雷达、主动双目深度相机、伺服轮毂电机和高性能计算平台及运动控制器等高性能核心零部件，大幅降低生产成本，保障了供应链畅通稳定。而在软件算法上，普渡科技融合实现了多种技术方案。截至目前，该公司已在全球范围累计提交专利申请1398件。
值得一提的是，针对感知避障、路径规划、地图建图、语义识别这些常用功能，普渡科技采用了CBB的做法，并针对共性特征制作成OS的系统控件或系统级APP。“这就像在iOS/Android系统中最基础的拍照、摄像、电话的功能，通过PuduOS操作系统，开发者可以不用过多关注底层细节，直接使用提供的SDK进行业务开发，从而减少了开发周期和成本，极大避免了‘重复造轮子’的现象。”张涛说。
此外，普渡科技在机器人算法、软件、整机集成设计能力、AI、交互等方面均有核心技术优势。据悉，普渡机器人产品矩阵丰富，场景覆盖广泛，在餐厅、医院、商超、写字楼、KTV、机场等场景都有落地应用，与海底捞、比亚迪、麦当劳、通力电梯、日本云雀、松下等知名品牌达成合作。
商用机器人市场潜力巨大
中国电子学会数据显示，中国机器人市场目前处于稳定增长阶段，预计市场规模可达839亿元。在2016年至2023年期间，中国机器人市场规模的平均增长率达到18.3%，且仍在持续高速增长。
据张涛介绍，普渡科技在机器人的定位导航、运动控制、多机调度、感知和避障等领域构筑了很深的技术壁垒。基于现有技术基础和对商用清洁需求的敏锐洞察，普渡可以将自己的机器人技术应用到广泛的清洁场景，帮助传统清洁行业迎接智慧化转型的挑战，切实解决各行各业面临的清洁问题。
在配送基本盘外，目前，普渡科技通过推出CC1清洁机器人与SH1洗地机的组合，可以解决大部分场景的地面清洁问题。使用CC1和SH1的企业管理者则可在数字化平台获取餐厅清洁报告，实现对多场合、多设备的统一管理。
“以最近的深圳交通枢纽深圳机场和深圳北站为例，我们的两款清洁产品CC1、SH1已经进入其中的商场使用。SH1专为环境复杂、地面不规则的场景打造，很适合机场这样人流量大、环境复杂的场地使用；CC1可实现洗扫推吸、全自动加水排污、自主乘梯、自动过闸、跨楼层作业等多重功能，不管是在机场还是在办公楼、住宅等，都具有无可比拟的优势。”
“商用机器人的时代才刚刚开始。”张涛说，“普渡科技正积极延展产品谱系，并在延续原有配送机器人产品的同时大力发展商用清洁场景产品。后续还会持续完善清洁机器人布局，丰富清洁产品线。”
审读：喻方华返回搜狐，查看更多
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2023-10-20 10:38
来源:
数码频道发布于：北京市
随着商用服务机器人得到了越来越大的关注和普及，或者说人们当前在越来越多的领域能够“遇见”商用服务机器人这个“新物种”，一些人机交互场景就成了绕不开的话题。
例如：
1、机器人如何在通道与人相对而行
2、如何避免突然横穿的行人
3、在直行时，人从后面“变道加塞”机器人
4、在转弯时，人从后面“弯道超车”机器人
5、突然飘逸掉头的人
这些细节一眼看去和我们的道路驾驶情况非常类似。实际上作为一种低速无人驾驶方案，场景的复杂化和细分化是商用服务机器人必然需要解决的难题。在人与人的交通行为中，这种情况往往已经有着约定俗成的规则，但对于封闭或者半开放环境中的人机交互，却意味着非常多的新问题。
本文以中国服务机器人行业头部企业【普渡科技】为例，对普渡近年来所展示的技术和解决方案进行了详细分析。随着普渡机器人进入越来越多的场景，开始展现出了越来越强的技术实力，诸多复杂的细节性技术难题正逐一被普渡解决，复杂的环境使得普渡机器人“更聪明”、“更稳定”，多个产品综合解决方案更是多维度引领着全球服务机器人行业的技术潮流，代表了该领域最新的技术突破方向，这也帮助普渡实现了市场领先。
▍感知算法动态化升级
就核心技术而言，许多人机交互难题，所涉及的最大难题是动态感知算法。
以一个场景举例，商业服务机器人在拥挤、复杂的商用环境中行驶，导航和避障就需要考虑到多变的动态环境，确保机器人能够快速地检测物体，以合适的方式避开行人、宠物、孩子，这对于人机安全至关重要。同时，部分环境还提出需要确保顾客和餐厅工作人员能够轻松使用机器人并与之互动等新要求，互动性也需要机器人能够更“懂事”。
需要复杂交互的动态环境，对于动态物体的处理难度毫无疑问远高于处理静态物体的难度。因为静态障碍物感知大多能够仅借助激光雷达或者rgbd等传感器来实现，通过这些传感器，机器人可以检测到障碍物的存在，只需要知道障碍物与机器人的相对位置，即可实现简单的路径规划。
在静态障碍物的情况下，机器人的避障能力取决于传感器的能力，只要传感器没有盲区，或者能检测到物体，及时停顿等待，大概率就不会发生碰撞。但当机器人进入人流量较大的环境，面对复杂动态障碍物时，机器人如果仍然当成静态环境处理，在进行路径规划时并没有对未来障碍物的速度和位置进行计算，就非常容易碰撞。
就实际场景而言，这种高动态环境却很难再通过等待的方式实现通行，而是需要机器人能够首先识别障碍物的语义信息，例如判断碍物的类别：椅子，行人，或者桌子等。
其次，如果知道这个障碍物是动态障碍物，就可以通过连续多帧的跟踪来获取此动态障碍物的速度和运动方向，来预测未来一段时间此动态障碍物的运动轨迹。
最后，机器人在进行路径规划时针对此动态障碍物未来的运动轨迹，提前进行避让，让道，停止等操作，经过这样一个复杂的处理过程，才可以更好避免机器人与动态障碍物的碰撞。
▍普渡动态感知算法方案解析
普渡科技目前的产品中，就展现出了两种动态感知算法的实现方式。
1、 RGBD DL
例如普渡巧乐送机器人，采取RGBD DL的实现方式，主要使用深度学习算法，如卷积神经网络（CNN）来训练模型，使其能够检测和分类不同的物体，并通过在图像中检测到物体的位置和边界框，可以实现物体识别。这种技术方案对于算力的要求较高，因此成本也相对较高。
2、单线雷达+RGBD
例如普渡贝拉机器人，则主要采用了单线雷达+RGBD的技术方案，该方案主要使用随机森林的方法筛选出跟人腿类似的雷达点云聚类，rgbd点云聚类，根据雷达点云聚类和rgbd点云聚类的置信度，来进行后融合处理，提取出行人，再用卡尔曼滤波对多帧行人进行跟踪，来计算行人运动的方向和速度，进而预测出行人未来一段时间的运动轨迹，这种方式硬件限制低，普及性更高，也是普渡推出后，目前市场上较为主流的技术方案。
作为两类算法最早的使用者和推广者，普渡机器人的动态感知算法相对而言依然具有显著优势，例如在预判障碍物的运动轨迹的预测准确性上，以及后续根据预测做出避让等动作的决策鲁棒性上，普渡机器人领先于同行。
动态感知算法对终端的价值点不言而喻。其不仅提高了场景运动的安全性，还能够减少因发生碰撞而带来的冲突和麻烦，强化了机器人复杂场景的处理能力，在难以解决的场景，普渡机器人已经根据对环境的和场地的感知识别，来做到对相应场地更合适运行速度：比如在十字路口可以减速通过等。
普渡实现了两种动态算法后，又对机器人进行了严格的环境测试和验证，这些测试涉及对每种环境条件进行的50 次试验。在这些实验室环境的评估中，机器人展示了令人印象深刻的能力，可以同时检测最多 8 名行人。
此外，在该实验室测试中，机器人还通过识别距其所在位置最大距离 5 米内的物体来展示其强大能力，当遇到移动速度从每秒0.2米到每秒2米的动态障碍物时，机器人更是表现出100%的惊人避免碰撞成功率。这一卓越性能凸显了集成到这些机器人中的动态感知功能有效性。*
▍ioT技术赋能更大场景
不仅是高可靠性和鲁棒性的动态感知算法，随着机器人品类不断扩展，机器人覆盖更大面积，机器人可能涉及到更多跨空间楼层的状况。那么，与现有餐厅和配送系统等既有环境的无缝集成对于流畅的用户体验至关重要。
这是由于目前在许多场景下，缺乏明确的规则来管理在公共空间运行的商用服务机器人，因此如何让机器人能够更好通过自动门、实现梯控，或者完成远程传呼，解决环境的不可预测性，确保机器人能够有效地通行，传达其意图并应对复杂的社交情况，是动态感知算法之外机器人能够进一步实现环境和场景升维的可拓展方向。
由于服务机器人品类较新，且缺乏专业的集成商，为此，不少商业服务机器人企业都自主在技术上实现了很多的集成延展，ioT技术就是普渡更进一步实现一体化产品解决方案的重要方式，这些ioT细分技术也让普渡拥有了更完善的整体解决方案提供能力。
例如在自动门/门禁领域，普渡开发出了纯软件对接、硬件对接两种方案，从技术上而言，纯软件对接普渡主要通过让机器人请求自动门门禁系统的“开关门服务”，机器人通过MQTT发送指令给到门禁系统，门禁系统控制门打开。而在硬件技术上，普渡则主要通过新增与门禁和机器人的通讯系统，让机器人通过蓝牙与普渡自研门禁模块通信，门禁模块控制门禁主机开关门。
在梯控领域，普渡机器人能够完成自主呼叫电梯，自动进梯和按下目标楼层按键，抵达楼层自动离开。其整套系统通过模拟人的行为完成机器人乘梯流程，不控制不破坏不参与电梯的一切内部系统，属于独立且安全的电梯物联方案，这也非常符合当下国内外对于电梯改造安规方面的要求。
普渡机器人针对不同的场景有着不同梯控技术，如针对弱网甚至无网场景下的普渡自研梯控模块改造技术，兼容多个电梯品牌厂商的云梯控技术、三方云技术，能够更好完成机器人乘梯。在前不久，普渡已经与奥的斯合作，“闪电匣”在日本成功打通梯控技术，成功实现与电梯无缝集成。
▍结语与未来
当下，非常多的服务场景已经非常愿意接受使用商业服务机器人以完成数字化升级改造。随着机器人进入越来越多的场景，为了扩大商用机器人服务范围，往往也开始需要对基础设施和运营进行重大改变，以满足不断增长的需求。
这对于机器人企业不单单是提出了某项技术的要求，而是需要具备整体解决方案的能力。从中也不难发现，服务机器人体系下所涉及的技术难题并不算少，高动态复杂人机交互场景开始对于产品的技术能力提出了更多要求，技术开始彰显出更大的场景价值。
但尽管存在这些挑战，普渡科技的研究人员正在积极努力克服这些困难，不断提高服务机器人的能力上限，扩大服务机器人的可应用范围，普渡科技的做法更是展现出，具备核心技术的头部企业，正通过技术迭代，深挖技术细节，持续优化了场景服务能力，开始得到越来越多的市场青睐，这进一步助推企业对于核心技术的重视度越来越强，形成了“技术-市场-技术”的闭环。
该方式也一定程度上展现了当前机器人等中国新兴战略性产业在市场与技术上的逻辑关系，为中国企业走向世界展示了新的技术样板。返回搜狐，查看更多
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数以万计送餐机器人正在成为近5万亿美元国际餐饮市场的活跃角色。但由于餐厅高峰期时人流量大，环境极具复杂性和不确定性，高峰期送餐难，也一直以来都是送餐机器人的行业痛点、难点。近日，全球AI 3D传感领域领军企业奥比中光携手知名服务机器人解决方案提供商普渡科技，进行合作破解了这一难题，让越来越多送餐机器人走向全球餐桌。在奥比中光的3D视觉传感器被配置到普渡科技今年推出的旗舰新品“巧乐送”送餐机器人后，普渡科技的送餐机器人“巧乐送”实现了在复杂的餐厅环境中灵活避障通行，极大地提升餐品配送效率，改善用户用餐体验，并显著降低店家经营成本。
据了解，在搭载奥比中光RGBD深度传感器的同时，普渡科技的“巧乐送”送餐机器人还高效融合了RGB相机和激光雷达，拥有了强大的视觉感知能力，在高动态复杂环境下也可实现进退自如。在餐厅高峰期，普渡科技的“巧乐送”送餐机器人也能畅行无阻，不仅降低50%人机道路阻塞，且整体运行平稳性提升20%，刷新智能配送新高度。在成本方面，奥比中光为机器人打造的“3D慧眼”搭载了自研视觉芯片，实现了性能与成本的完美平衡。同时，奥比中光提供双目结构光、单目结构光、激光雷达、iToF等全领域技术方案，帮助机器人实现建图、定位、避障、场景识别等功能。
也因此，普渡科技的另一款明星送餐机器人“贝拉”也选择了搭载奥比中光Astra Mini和Dabai Pro双目结构光深度传感器，以实现高精度物体深度数据测量。基于奥比中光优异的传感器性能，普渡科技的“贝拉”前检测角度可达192.64°，障碍物检测范围超过10m。同时，其障碍物扫描频率高达每分钟5400次，在任意角度遇障即停，随转即走，做到3D全向避障。据悉，得益于优秀的性能，“贝拉”机器人在全球市场广受欢迎，2022年海外销量已突破万台。在国际酒店巨头万豪，在马来西亚Black Canyon连锁餐厅，都能看到“贝拉”这一经典产品的身影。
对于此次合作，奥比中光与普渡科技双方均比较满意。奥比中光机器人产品线负责人钟亮洪表示：“普渡科技是服务机器人领域的头部企业，希望双方通过强强联合，不断打造优质的机器人产品应用。奥比中光将持续聚焦3D视觉感知底层技术，为不同类型的机器人客户提供领先的机器人视觉感知方案。”普渡机器人联合创始人蔡阳春表示：“3D视觉传感器是机器人最核心的传感器之一。送餐机器人是一个强人机交互的场景，对3D传感器有着极高的性能要求，而奥比中光提供的3D视觉传感器在性能及成本上都优势显著。普渡科技是送餐机器人行业交付量最大的企业，希望双方在未来能够继续深入合作，让机器人看得更广、更远，拓展更多种行业应用场景。”

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