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进入机器人无人机领域,你会遇到哪些常见难题?

时间:2023-07-16

本文首发于oakchina.cn

今年小米秋季新品发布会上,压轴的CyberDog(中文名“铁蛋”)仿生四足机器人无疑让不少人眼前一亮。

不过“铁蛋”的出现也引出了小米的一条新战略方向——仿生机器人,为此小米正式成立机器人实验室。

而小米对机器人领域的涉足只是众多大厂的一个缩影。

近年来,以及有不少互联网大厂开始目光投入到机器人领域,腾讯在张正友博士领导创建了腾讯Robotics X实验室,阿里巴巴在第12届云栖大会上发布了用于实现“最后一公里的”自动物流机器人“小蛮驴”,百度的Apollo汽车机器人等等。

巨头们的青睐无疑暗示着这一领域的潜力和价值。

如果作为一个想分一杯羹的“萌新”,你要从而下手?

首先,进入一个新领域多多少少都会有一定的门槛,我罗列了一些基本痛点问题。

1.政策限制和资源匮乏导致不少芯片停产

今年芯片短缺的情况可以说是牵动了全球,有许多老牌产品退出市场,比如Intel计划停产RealSense。事实上,小米才发布的“铁蛋”机器狗,使用的正是这一系列产品。

业界不少人士对这一行情持消极看法,意法半导体CEO更是表示,2023年上半年前不会恢复正常。

所以,在你开始实践你的项目时,你可能会遇到特别现实的问题——没有芯片!

甚至在之前,还有另一个重要的问题——你怎么选择一款合适的芯片?相信我,这也绝对会花掉你不少时间。

2.令人头疼的算力

像机器人、无人机这类产品自身空间狭小,不可能放个大型主机上去,而树莓派这类小型主机算力又不够强大。这就导致了想要既进行神经网络推理又要深度计算很困难,再加上其他的固有操作就难上加难。

3.无人机航迹绘制依赖与GPS问题

通常无人机航迹绘图依赖于GPS等外部定位方式,无法适应室内环境或是GPS无法覆盖的户外区域。军用级产品对此的解决方案是配备独立导航系统,比如俄罗斯的ZALA无人机。但个人或企业要解决这一问题,投入的时间成本将不容小觑。

4.智能化难题

目前常见的机械手臂或是物流机器人还只能算是一台自动化设备,智能化程度不够导致在多场景运行下反应能力不足。只有加入了人工智能技术,做到自我感知、学习、决策才是一台真正的机器人。

例如:一台拥有自主建图、跟踪、避障等功能的智能无人机需要:一个深度相机、一个双目相机、一个单目摄像头、一台激光雷达等模块,除此之外。这台无人机还需要进行神经网络推理。

5.碎片化的产品

市面上常见的设备通常功能单一,需要购买许多外接模块组合在一起。如果你的项目比较复杂,那么前期整合这些模块,并使他们运行正常将会是个大工程。

如果看到这里,你还没有被这些难题劝退,那么恭喜你,因为下面就是针对这些现实难题提出的解决方案。(顺便打个广告)

需要说明的是,这一解决方案是基于OAK这一智能化硬件。如果你对OAK还不了解,可以看这篇文章OAK中国:首款开源软硬一体OpenCV AI Kit - DepthAI介绍

或者通过下面这个视频了解一下↓

2分钟认识OAK这个人工智能套件外挂

首先,OAK是一款新生的产品,活力十足,功能强大而且还在不断的增强,所以你完全不用担心停产或没有技术支持等问题。

其次,OAK的集成度非常高。

自带双目相机探测深度,实现精准目标定位。OAK搭载Intel Myriad X芯片,算力达到了4TOPS,所有的神经网络推理、深度计算都在这款芯片中实现,从而摆脱主机性能限制。搭载IMU,OAK可以实现slam建图。 完善的C++/Python API库,轻松上手操作OAK。特别要提到的一点是,OAK是依靠图像数据进行神经网络推理绘制运行轨迹的,在这一点上可以使无人机摆脱对GPS的依赖,能够在无GPS信号的区域绘制轨迹图。

OAK的高度集成使它可在任意环境下,实现slam建图,规划路线,绘制运行轨迹、目标识别、目标追踪、智能避障。这一种综合应用,一台OAK就完成了。同时这也使得OAK的可移植性非常高,不需要考虑模块之间是否存在冲突问题。

OAK拥有不同类型以供选择,用户可以根据需求来选择合适的OAK。

比如针对智能驾驶应用场景,OAK可以提供:

OAK与其他产品对比 硬件对比 RGB相机framerateResolutionField of ViewShutter TypeOAK60fps12mp81° DFoV – 68.8° HFoVRolling ShutterD435i30fps2mp87° DFoV – 58°HFoVRolling Shutter 双目相机深度帧率最小深度距离深度视场 (FOV)Shutter TypeOAK120fps20cm81° x 71.8°Global ShutterD435i90fps28cm87° x 58°Global ShutterT265--163±5° FOVGlobal Shutter 设备处理器型号IMUOAK英特尔® Movidius™ Myriad™ X VPUBNO080 IMU (9-axis sensor )D435i英特尔® 实感™ 视觉处理器 D4BMI055 IMU (6-axis)T265英特尔® Movidius™ Myriad™ 2.0 VPUBMI055 IMU (6-axis)

Myriad 2.0 VPU,视觉处理单元经过优化,可在低功耗下运行V-SLAM。

Myriad X 是基于 Myriad 2 处理器发布的又一新产品。Myriad X 在同样功耗条件下提供 Myriad 2 十倍的深度神经网络(DNN)性能。

Myriad X 的强大之处在于引入了被称之为神经计算引擎的新结构,这是一种片上 DNN 加速器。在该组件的帮助下,Myriad X 可以在 Myriad X 理论计算能力 4+ TOPS 的基础上达到超过每秒万亿次(TOPS)的 DNN 峰值吞吐量。

功能对比 设备神经网络推理深度感知slam建图OAK√√√D435i×√√T265××√

在大多数应用场景中,通常将D435i深度相机和T265追踪相机一起搭配使用。这样它们互相弥补了自身的不足。而OAK集成了它们所有的功能,同时还可以进行神经推理。

高仙自主研发的无人驾驶清洁机器人Scrubber75上分别配备了一个深度相机D435i和一个双目鱼眼相机T265采集数据。如果采用OAK将不再需要两台相机。

数千用户已经用OAK实现了他们的应用

四足仿生机械狗

人体姿态控制无人机起飞和降落

超市自动购物车

AI广告机器人

利用OAK实现无人机自主仓库检查

利用OAK-D 实现无人机追踪人体并简单避障

目前OAK-D-Lite在Kickstarter上众筹圆满结束(筹集超过100万美元),中国地区用户可直接在淘宝上搜索OAK-D-Lite购买(店铺:派驰电子)。详细了解OAK-D-Lite


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