3D視覺 | 為防疫機器人裝上智慧之眼

新冠疫情爆發以來，機器人企業敏銳地嗅到了市場的氣息，紛紛加入到抗疫機器人產品的研發、生產和市場開拓中。年后復工復產以來，醫療服務機器人、醫用消毒機器人、無接觸式測溫機器人的生產和銷售均呈現井噴式增長。
 

市場對防疫機器人的需求*未有放大，然而，機器人是一項集成度非常高，綜合性相當強的人工智能技術。雖然，我國機器人已經歷20年發展，并在多個行業中批量成熟運用，但醫院環境的復雜性仍不容小覷，——醫院人員走動量大（動態障礙物多），各類設備多（靜態障礙物多）。因此，移動機器人要在醫院環境中安全、穩定、高效運行，“避障”成了首要解決的問題。

為提高移動機器人對障礙物的精準感知，藍芯科技3D視覺避障系統（LX-3DV-BAS）應運而生。LX-3DV-BAS由藍芯科技自主研發的Eagel(鷹)系列3D視覺傳感器和智能算法組成。通過搭載LX-3DV-BAS，移動機器人在行進過程中能夠實時獲取周圍障礙物信息，包括尺寸、形狀和位置等，就好像給機器人裝上了“智慧之眼”。
 

在環境感知方案上，市面上避障傳感器種類繁多，但無外乎單點紅外傳感器、單線激光雷達、超聲波傳感器、碰撞條，以及視覺傳感器。機械式碰撞條這種暴力性、機械式的避障通常作為后的防撞措施；超聲波避障這種技術經常會出現誤判；技術稍*一些的采用激光雷達進行避障，但激光雷達的局限性在于，它只能掃描某一平面內的障礙物，對那些低于或者高于掃描面的障礙物則表現出無能為力，尤其是低矮障礙物和懸空障礙物；技術極為*是采用視覺進行立體避障也就是3D視覺避障，但是絕大多數視覺避障都是針對近距離障礙物進行識別。因此，目前極為完善的避障方案是3D視覺＋激光雷達。

用于3D視覺避障的技術種類同樣不少，——結構光3D視覺技術，通常無法在強環境光下工作，甚至長時間工作都會存在測距不準的情況；雙目3D視覺技術的難點在于雙目匹配的復雜性和魯棒性較差，在黑暗無光的情況下實現不了避障；基于TOF的視覺避障技術則因為計算復雜度較低、魯棒性較高、環境光抑制能力較好而成為移動機器人避障shou選。藍芯科技正是采用TOF視覺避障技術。
 

為應用在移動機器人上，藍芯科技的技術人員將相機放在振動臺（100Hz震動），高低溫循環箱（-10℃-80℃、濕度90%）內連續運轉超過2個月。常規室內情況下，裝有Eagle系列傳感器的移動機器人可以避開地面以上3cm障礙物或低于地平面3cm的凹坑，面對窗邊陽光直射場景，金屬拉絲反光，低至5%反射率等情況依然有較好的避障性能。因此，3D視覺傳感系統（LX-3DV-BAS)能夠很好地解決機器人在醫院、工廠、學校、機場、酒店、商場等復雜環境下運行的諸多技術難題，包括高環境光干擾，金屬拉絲反光，反射率影響，運動模糊，多機干擾等等。

以工匠精神千錘百煉，苛求每一個細小參數，經反復驗證后推向應用，技術和產品才經得起市場和時間的考驗。藍芯科技已將3D視覺傳感系統（LX-3DV-BAS)搭載在自主研發的移動機器人產品上，并且在國內多個工廠中廣泛應用。

上圖中的測溫消毒機器人采用Eagle系列LXPS-Eagle-I310-U傳感器進行避障，傳感器詳細規格參數如下：