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根据IFR(国际机器人联盟)统计,2014年,全球专业服务机器人总销量2.42万台,同比上升11.5%,家庭服务机器人总销量470万台,同比增长28%。未来三年内,专业服务型机器人的销售量会增加到15.2万台,家庭服务机器人的全球销量将达2590万台,市场规模约为2014年的5倍。如何做人类更好的奴仆,除了越来越多的传感器,让机器人拥有一双眼睛去“看见”随即作出反应,这点也至关重要。

但你们知道,这些机器人的眼睛都是如何构成的吗?

其实对于机器人来说,那些激光雷达就相当于它们“眼睛”,助其看清周围的环境,激光雷达本质类似蝙蝠的回声定位系统,向周围发射激光,根据反射回来消耗的时间确定物体的距离,由此计算出周围物体的方位和表面形状(头图的显示效果)。在实际应用时,服务机器人可通过激光采样实现对障碍物的快速响应,开展更迅速、更及时的自主避障。

谷歌无人驾驶汽车是一个具体应用例子,车顶上的“犄角”就是激光雷达。除了无人驾驶,激光雷达还可以用于无人机,以及服务型机器人的定位、避障系统。虽然听起来很科幻,但这其实是一项已经比较成熟的技术,相关领域已经积累了数十年的研究,网络上甚至有开源程序下载。在消费级机器人市场的黎明前,思岚科技就看中了这个机遇,面向服务型机器人领域,“要做家用机器人的眼睛”。

位于上海张江上海思岚科技有限公司(SLAMTEC) ,在2014年推出第一代激光雷达RPLIDAR A1,数百元的售价不到工业级激光雷达的九分之一。拥有长达6年的机器人自主定位导航算法、激光传感器及机器人硬件系统的研发经验。主要产品包括低成本激光测距扫描传感器(RPLIDAR)、基于激光的即时定位与地图构建导航系统(SLAM)与适于商业环境的宙斯(Zeus)机器人通用平台。

思岚科技CEO陈士凯说:“过去传统的激光传感器,通过高精度的光学和机械部件来保证性能,但不是每个应用场景都需要工业级的精度,也无须应对工业级的极端环境。所以我们在三角测距技术的基础上,配合计算机视觉技术。对算法进行针对性优化,使得对传感器和处理器的要求降低很多,从而压缩成本。”

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RPLIDAR A1累积了上千家用户后,RPLIDAR A2的全面升级无疑更具有创新力,以下是具体的一些参数:

  • A2的采样频率由5Hz提升至10Hz,采样次数由每秒2000次提高至4000次。机器人可以获得更加密集的采样点,能够更快速地响应,更及时地避障。
  • 供电方式上,A2用光磁融合技术替代了传统的导电滑环,减少运转中的摩擦,使得A2的设计寿命延长至五年。
  • RPLIDAR A2通过重新设计了内部机械系统,整体高度只有4cm。也是目前业内最薄的激光雷达。

据了解,在实际应用时,目前低成本激光雷达的采样频率通常都是每秒2000次,如果服务机器人行走速度过快或者有人突然出现在其行进路线上,受限于激光雷达较低的采样频率,机器人很难及时发现障碍物,可能会发生碰撞。而性能的提升将有助于服务机器人实现对障碍物的更快响应,开展更迅速、更及时的自主避障。

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像是目前市面上大部分扫地机器人还是用“撞墙”替代“导航”——成本是阻碍激光雷达进入消费领域的最大因素。Velodyne、Quanergy、Hokuyo,这些国外品牌的激光雷达售价全都在万元级别。国内虽然也有诸如镭神智能这样的公司,推出数千元的产品,但镭神智能把主要应用领域放在了智能驾驶上。思岚科技的这款产品售价只有2k8RMB,在国内机器人刚起步,相关研发领域不充分的前景下大有市场。

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此外,为了进一步帮助像扫地机器人这类的更好实现自主行走,一个控制运动的核心中枢更为重要,思岚科技的SLAMWARE充当了机器人的“小脑”。SLAMWARE是一款模块化的机器人自主定位导航系统,内置基于激光雷达的同步定位与建图(SLAM)及配套的路径规划功能。同时,它也思岚科技推出的服务机器人自主行走的全套解决方案之一。

据悉,RPLIDAR A2与SLAMWARE已正式上市,面向全球销售,相关的软件开发平台也开放下载,方便用户快速打造产品原型。针对战略合作伙伴开发面向家庭的应用场景,思岚科技全套解决方案(含RPLIDAR A2和SLAMWARE)的批量价格可实现几百元的级别,真正意义上实现了导航定位的低成本化。

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思岚科技的前身RoboPeak组建于2009年底,创始人陈士凯曾在Intel就职,团队靠着热爱在业余时间聚到一起。2013年年底,团队核心人物一致认为激光雷达可以进入量产阶段,正式创业。思岚科技于2015年12月获得了数千万美元的A轮融资。