避障不“智障”？為掃地機(jī)器人打造智能“閃避”系統(tǒng)

從誕生以來，掃地機(jī)器人的升級從未停止，清潔技術(shù)的進(jìn)步，更是讓機(jī)器人產(chǎn)品大放異彩，但盡管如此，人工“智障”的帽子卻從未摘掉，在它不斷被完善的問題清單中，避障功能一直是一道極難攻克的關(guān)隘，而正因如此，也成為了廠商們的“必爭之地”。

實驗室中的“完美表現(xiàn)”，現(xiàn)實為何折戟

在實驗室階段，掃地機(jī)器人雖然經(jīng)歷了多種避障測試，但實際環(huán)境的表現(xiàn)卻總是差強(qiáng)人意，究其原因在于真實家庭環(huán)境的復(fù)雜度往往更高，場景格局的變化、障礙物雜亂度更高且種類更多、人寵的介入等等，面對更加嘈雜混亂的環(huán)境，需要機(jī)器人不僅要能夠隨時急停，還要能夠精準(zhǔn)“閃避”，這對于目前大部分的掃地機(jī)器人而言，顯然難以滿足。

在運行過程中，類似亂撞、避障失靈、錯位、卡死等問題頻頻發(fā)生，往往需要人為協(xié)助才能繼續(xù)工作，這與用戶的購買初衷明顯相悖。

如果掃地機(jī)器人不“省力”，也就失去了本身價值。

在龐大的市場需求和不斷加劇的競爭態(tài)勢下，意味著越早解決避障技術(shù)的短板，便能搶占更大的市場空間。但該如何解決，在經(jīng)歷紅外技術(shù)、超聲技術(shù)、激光雷達(dá)技術(shù)之后，廠商們再次默契地把目光投向了視覺技術(shù)。

能夠獲取更豐富的環(huán)境信息，是視覺技術(shù)的天然優(yōu)勢。使得掃地機(jī)器人的感知&認(rèn)知能力大大提升，這為掃地機(jī)器人實現(xiàn)更高層級的智能避障提供了可能，配合深度學(xué)習(xí)，在識別到障礙物信息后，更能根據(jù)不同障礙物屬性進(jìn)行策略化規(guī)避，這對于以往的避障方式，靈活性和自主性都有著顯著優(yōu)勢。從科沃斯、石頭最早把視覺技術(shù)應(yīng)用到掃地機(jī)器人的避障模塊，視覺避障已經(jīng)成為了中高端機(jī)型的標(biāo)配。

無獨有偶，作為國內(nèi)布局計算機(jī)視覺技術(shù)最早的一批AI技術(shù)公司，INDEMIND已經(jīng)深耕行業(yè)多年，并開發(fā)了一套以立體視覺技術(shù)為核心的RBN10家用機(jī)器人AI方案，方案主要應(yīng)用于家用機(jī)器人平臺，在避障方面，已能夠?qū)崿F(xiàn)低矮障礙物避障、高透障礙物避障，智能語義避障。

在官方實機(jī)演示中，為了測試掃地機(jī)器人的真實避障能力，設(shè)置了多種極限環(huán)境：

? 低矮密集障礙物：積木類

? 高透障礙物：玻璃制品

? 黑暗環(huán)境避障

以往的機(jī)器人避障系統(tǒng)，受限于傳感器屬性，對于低矮障礙物和高透障礙物很難有效檢測，加之硬件布局限制，這類障礙物甚至處于檢測盲區(qū)，但在實際環(huán)境中，這幾類障礙物往往占據(jù)著多數(shù)，因此，掃地機(jī)器人想要穩(wěn)定運行，首先便要能夠準(zhǔn)確檢測各類障礙物。

因為了讓機(jī)器人能夠“看懂”，INDEMIND專門為家用場景研發(fā)訓(xùn)練了一套物體識別卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，可以準(zhǔn)確識別家用場景中的低矮障礙物（例如：動物糞便、拖鞋、鑰匙串、線材、地插等）、高透障礙物（玻璃類物體）、動態(tài)障礙物（人、寵物）等等，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)避障，與此同時，根據(jù)不同障礙物信息結(jié)合INDEMIND決策引擎技術(shù)可實現(xiàn)策略避障，如不同規(guī)避距離，有效避開動物糞便、拖鞋等特定障礙物。

? 散亂密集障礙物：積木類

RBN10家用機(jī)器人AI方案實機(jī)演示

? 高透障礙物：玻璃制品

RBN10家用機(jī)器人AI方案實機(jī)演示

? 黑暗環(huán)境避障

RBN10家用機(jī)器人AI方案實機(jī)演示

如何在黑暗環(huán)境下工作，一直是掃地機(jī)器人的普遍難題，更不用說在黑暗環(huán)境下實現(xiàn)避障。因此，INDEMIND針對性開發(fā)了一套主動式補光策略，搭配RBN10家用機(jī)器人AI方案中內(nèi)置的亮度補光、紋理補光兩種紅外補光設(shè)備（均符合人眼安全等級C1等級要求），兩種補光燈交替照明，與視覺傳感器曝光時間同步，生成兩種（A幀、B幀）獨特的視覺圖像，分別用于視覺定位及物體識別和立體視覺及建圖避障，滿足強(qiáng)光直射、無光源、黑暗等特殊環(huán)境下的無差異工作要求。

需要提到的是，RBN10家用機(jī)器人方案是以INDEMIND自研的INDEMIND OS（機(jī)器人AGI系統(tǒng)）為核心，以視覺自然導(dǎo)航技術(shù)為主導(dǎo)，搭配一體化標(biāo)準(zhǔn)模組，能夠為機(jī)器人提供導(dǎo)航定位，圖像識別、路徑規(guī)劃、交互決策等多種核心功能的ALL IN ONE方案，可廣泛應(yīng)用于家用掃地、陪護(hù)、教育、玩具等家用服務(wù)機(jī)器人平臺。

在應(yīng)用表現(xiàn)上，RBN10家用機(jī)器人AI方案還有著其它優(yōu)勢，方案采用輕量化模型，對算力配置要求較低，且自身擁有標(biāo)準(zhǔn)化的控制接口，能夠快速適配各種機(jī)器人平臺，搭配自研一體化模組硬件，以持平單線激光雷達(dá)的成本，即可達(dá)到“激光+視覺傳感器”融合方案的導(dǎo)航精度水平，同時擁有超過融合方案的避障及識別能力。

此外，通過智能決策引擎技術(shù)還可以自定義安全、搜尋、跟隨、自主尋路等多種智能邏輯，大幅提升機(jī)器人的智能表現(xiàn)。

審核編輯 黃昊宇