激光雷達(dá)——人工智能機(jī)器人的行走“慧眼”

　　在美國(guó)科幻大片中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)男女主角穿越“激光墻”的一幕，現(xiàn)實(shí)生活中，我們也會(huì)在電視綜藝節(jié)目中看到有關(guān)激光束的精彩表演，設(shè)想一下，如果將激光裝上雷達(dá)，又將是什么高科技？據(jù)小編了解，傳統(tǒng)上的激光雷達(dá)多應(yīng)于工業(yè)安全檢測(cè)和軍事防衛(wèi)，但隨著消費(fèi)市場(chǎng)中無(wú)人駕駛和人工智能機(jī)器人的日益興起，激光雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用也成為投資者和技術(shù)專家眼中的香餑餑。

　　從SR SHOW 2017第六屆（上海）國(guó)際服務(wù)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用展覽會(huì)主辦方處獲悉，該展會(huì)將于11月20日至22日在上海新國(guó)際博覽中心舉行，作為服務(wù)機(jī)器人的上游供應(yīng)商，國(guó)內(nèi)外激光雷達(dá)技術(shù)大佬也將悉數(shù)到場(chǎng)，并展示自己的激光雷達(dá)產(chǎn)品以及其他相關(guān)技術(shù)在人工智能服務(wù)機(jī)器人方面的成功應(yīng)用，由此可見一斑，激光雷達(dá)技術(shù)在人工智能服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用已然成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　據(jù)悉，此次參展的激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用廠家不僅包括國(guó)內(nèi)知名的上海思嵐科技有限公司（簡(jiǎn)稱“SLAMTEC”）和深圳玩智商科技有限公司（簡(jiǎn)稱“EAI”），還包括在激光雷達(dá)領(lǐng)域有超過(guò)10年經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)激光雷達(dá)產(chǎn)量也相當(dāng)可觀的Velodyne。他們?cè)诩夹g(shù)上的突破和在產(chǎn)品上的創(chuàng)新想必是很多業(yè)界同行爭(zhēng)相關(guān)注的重中之重，同時(shí)也是很多人工智能服務(wù)機(jī)器人制造商和經(jīng)銷商們樂(lè)于學(xué)習(xí)和應(yīng)用的參考典范。

　　何為激光雷達(dá)？激光雷達(dá)是如何成為人工智能服務(wù)機(jī)器人的“慧眼”的？不同代表廠家的激光雷達(dá)傳感器又分別有哪些技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)？帶著這些問(wèn)題，小編搜集了大量資料，并咨詢了業(yè)界相關(guān)資深人士。

　　首先，何為激光雷達(dá)？激光雷達(dá)是以激光束為信息載體，利用相位、振幅、頻率等來(lái)搭載信息，并將輻射源頻率提高到光頻段，能夠探測(cè)極微小的目標(biāo)。激光雷達(dá)相比傳統(tǒng)雷達(dá)，以精確的時(shí)間分辨率、精準(zhǔn)的空間分辨率、超遠(yuǎn)的探測(cè)距離等特點(diǎn)成為了先進(jìn)的主動(dòng)遙感工具。目前，它的高精度測(cè)量功能使其可以達(dá)到精確測(cè)距、測(cè)速、跟蹤、探測(cè)等，在民用、軍用領(lǐng)域開始普遍使用，具有廣闊的發(fā)展前景。業(yè)界專家曾表示，未來(lái)所有的智能設(shè)備，一旦涉及環(huán)境感知，都需要利用激光雷達(dá)，人工智能服務(wù)機(jī)器人當(dāng)然也不例外。

　　據(jù)了解，目前激光雷達(dá)傳感器為服務(wù)機(jī)器人提供室內(nèi)自主定位導(dǎo)航解決方案，幫助服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)構(gòu)建地圖、精確定位與自主導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)自由行走。相較于其他室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)，如超聲波、線圈、視覺等，利用激光雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人室內(nèi)定位導(dǎo)航具有穩(wěn)定、可靠、高性能的優(yōu)勢(shì)。也因此，激光雷達(dá)也被認(rèn)為是人工智能服務(wù)機(jī)器人行走的“慧眼”。

　　具體到不同廠家，以SLAMTEC、EAI和Velodyne三家國(guó)內(nèi)外具有代表性的企業(yè)為例， 各自的激光雷達(dá)產(chǎn)品在服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用方面都具有各自的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

　　SLAMTEC從2009年開始致力于研究機(jī)器人自主定位導(dǎo)航解決方案及核心傳感器，是幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主行走、智能化的重要一步。作為核心技術(shù)參數(shù)，采樣頻率和采樣次數(shù)無(wú)疑成為決定激光雷達(dá)工作效果的重要因素。SLAMTEC的最新款激光雷達(dá)RPLIDAR A2，其采樣頻率高達(dá)10Hz，采樣次數(shù)為每秒4000次，這也是目前低成本激光雷達(dá)范圍內(nèi)的最高速度。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，服務(wù)機(jī)器人可獲得更加密集的采樣點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的快速響應(yīng)，開展更迅速、更及時(shí)的自主避障；利用激光雷達(dá)進(jìn)行環(huán)境勘探、地圖構(gòu)建時(shí)，可獲得更加精細(xì)的畫面，通俗來(lái)說(shuō)RPLIDAR A2的性能能夠達(dá)到同類傳感器的一倍，因此機(jī)器人可以更快地以安全的行為應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。更惹人注意的是RPLIDAR A2的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均可以滿足服務(wù)機(jī)器人的使用需求，而相較于國(guó)外類似產(chǎn)品，其售價(jià)僅數(shù)千元，更適合于家用服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)。

　　EAI成立于2015年，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的機(jī)器人激光雷達(dá)傳感器及智能移動(dòng)系統(tǒng)提供商，構(gòu)成背景有中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院等著名機(jī)構(gòu)，獲得“國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)”認(rèn)定。通過(guò)持續(xù)的創(chuàng)新，EAI致力于為機(jī)器人行業(yè)用戶提供性能最強(qiáng)、體驗(yàn)最佳的激光雷達(dá)傳感器和自主建圖、實(shí)時(shí)定位、規(guī)劃導(dǎo)航、自動(dòng)避障的智能移動(dòng)解決方案。

　　產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)：光磁無(wú)線技術(shù)，運(yùn)用到激光雷達(dá)上，大大延長(zhǎng)了激光雷達(dá)的使用壽命，確保了激光雷達(dá)長(zhǎng)壽命、高可靠、高精度的性能。結(jié)合配套研發(fā)且擁有相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的定位導(dǎo)航模塊，可以讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主建圖、實(shí)時(shí)定位、規(guī)劃導(dǎo)航、自動(dòng)避障等功能。智能移動(dòng)平臺(tái)的通用性、可靠性、耐用性深受機(jī)器人企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)及高校教學(xué)、創(chuàng)客的歡迎，自主研發(fā)的核心結(jié)構(gòu)保證了高精度、載重大、動(dòng)力足、續(xù)航長(zhǎng)和擴(kuò)展性強(qiáng)的性能。

　　Velodyne作為美國(guó)無(wú)人駕駛機(jī)激光雷達(dá)的領(lǐng)軍供應(yīng)商，其隨著技術(shù)研發(fā)的推進(jìn)和成熟，逐漸將業(yè)務(wù)拓展至人工智能服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，目前成為智能機(jī)器人領(lǐng)域領(lǐng)先供應(yīng)商。

　　Velodyne 的VLP-16 傳感器是其3D LiDAR 產(chǎn)品系列中最小、最新且最先進(jìn)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用時(shí)秉承了批量生產(chǎn)的理念，比同等價(jià)格的傳感器更具成本效益，且保持了 Velodyne在LiDAR中的突破性重要功能：實(shí)時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)、360度全覆蓋、3D距離測(cè)量以及校準(zhǔn)反射測(cè)量。VLP-16 傳感器的有效范圍為100米，其耗電低 (~8W)、重量輕（830克）、占用空間少（直徑約為103毫米x 72毫米）以及雙重回傳功能使得其成為無(wú)人機(jī)以及其他移動(dòng)裝置的理想選擇。

　　而另外一款產(chǎn)品HDL-64E更是擁有360度全景水平視角，以及26.8度垂直視角，與以前的版本相比，能夠獲得更多的環(huán)境信息。用戶可以在5-20Hz之間選擇HDL-64E S3的幀率。同時(shí)HDL-64E S3的一體化設(shè)計(jì)則使用64束固定安裝的激光裝置測(cè)量周邊環(huán)境，每個(gè)激光裝置都以機(jī)械方式安裝在特定垂直角上，整個(gè)裝置保持旋轉(zhuǎn)，這種方式極大地提高了可靠性、視角以及點(diǎn)云密度，此設(shè)計(jì)已獲得專利。

　　以上廠家以激光雷達(dá)為核心技術(shù)的產(chǎn)品還有很多，在此只選取部分代表性產(chǎn)品做一闡述，更多產(chǎn)品信息及詳情請(qǐng)蒞臨SR SHOW 2017第六屆（上海）國(guó)際服務(wù)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用展覽會(huì)，與廠家面對(duì)面探討激光雷達(dá)技術(shù)在人工智能服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用前景，或致電展會(huì)組委會(huì)，提前獲知更多信息。