想象這樣一個場景:工廠因煤氣泄漏引發(fā)爆炸火災(zāi),急需關(guān)閉閥門。但現(xiàn)場部分道路已被堵塞,障礙物較多,消防員開展滅火作業(yè)存在很大風(fēng)險。千鈞一發(fā)之際,四足機器人挺身而出,通過傳感器迅速“觀察”周邊環(huán)境,識別出可通行區(qū)域。行進(jìn)中經(jīng)過“思考”判斷前方障礙物是否可跨越,找到最佳通行路線,在行進(jìn)的同時實時構(gòu)建現(xiàn)場環(huán)境地圖,在很短的時間內(nèi)找到閥門,圓滿完成救災(zāi)任務(wù)。
近日,這樣的四足機器人智能感知系統(tǒng)在中國航天科工二院二部群智感知創(chuàng)新中心取得突破,可實現(xiàn)基于視覺方案的自主定位與地圖構(gòu)建功能,能夠在60秒內(nèi)對1000平方米區(qū)域進(jìn)行地圖構(gòu)建,具有較高的智能化與實用化水準(zhǔn)。有了這套智能感知系統(tǒng),四足機器人便如同裝上了一雙“智慧之眼”和一個“最強大腦”,擁有了“眼觀六路,隨機應(yīng)變”的本領(lǐng),上下樓梯,躲避障礙物,對它來說都不再是難題。
據(jù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人郭睿介紹,爬樓梯、跨越障礙物這類行為是傳統(tǒng)輪式機器人無法做到的,而四足機器人可輕松應(yīng)付這類復(fù)雜地形,在探險、救援等實際場景中具有巨大的應(yīng)用潛力。該團(tuán)隊打造的智能感知系統(tǒng),正是要賦予四足機器人“觀察”與“規(guī)劃思考”的能力。團(tuán)隊在相關(guān)核心技術(shù)方面已有多年研究基礎(chǔ),此前研發(fā)的車載智能感知系統(tǒng)已在港口無人車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等場景實現(xiàn)落地。
四足機器人的靈活運動方式使得其機身起伏振動劇烈,這種高動態(tài)環(huán)境會使得機器人搭載的視覺傳感系統(tǒng)成像效果大打折扣,為感知技術(shù)的研究帶來巨大挑戰(zhàn)。
針對這一難題,研究團(tuán)隊依托自主可控深度學(xué)習(xí)算法、智能芯片、SLAM(同步定位與地圖構(gòu)建)等關(guān)鍵技術(shù),提出一種低成本多模融合智能感知系統(tǒng)方案,可以在機身劇烈起伏振動的高動態(tài)環(huán)境下,實現(xiàn)自主定位與三維語義地圖構(gòu)建功能,構(gòu)圖實時性可達(dá)每秒20幀,所構(gòu)建的地圖分辨率達(dá)到厘米級精度。
郭睿表示,這套智能感知系統(tǒng)可以提高四足機器人的智能化與實用化水平,助力四足機器人在一些危險場景中的實際應(yīng)用。團(tuán)隊將繼續(xù)深化無人車、無人機及智能機器人等領(lǐng)域的智能感知系統(tǒng)研究,推動產(chǎn)品量產(chǎn)與應(yīng)用,助力裝備智能化。