三、不再無奈二選一 詳解能雙目避障的石頭全新算法系統(tǒng)

如果你看過此前筆者寫過的各型掃地機(jī)器人評(píng)測(cè)，那么相信對(duì)頻頻出現(xiàn)的“SLAM”會(huì)留有印象。

SLAM是“Simultaneous Localization and Mapping”的縮寫，翻譯過來可以叫它“同步定位與建圖”，具體指的是機(jī)器人一邊計(jì)算自己的位置一邊規(guī)劃地圖的過程，針對(duì)的也就是掃地機(jī)器人在哪里、周圍是什么的問題，包含定位和建圖這兩方面，并基于此規(guī)劃路徑躲避障礙。

過去在掃地機(jī)器人當(dāng)中出現(xiàn)的方案可以分為兩大傳統(tǒng)派系，一個(gè)是激光SLAM，另一個(gè)就是視覺SLAM。

我們此前測(cè)試過的掃地機(jī)器人基本全都是激光SLAM型的機(jī)器，它們依靠發(fā)射激光光束，然后再彈回來，以此測(cè)繪出機(jī)器人和目標(biāo)地點(diǎn)的距離形成二維圖像。一次得到周圍障礙點(diǎn)的角度和距離，優(yōu)點(diǎn)是采集速度快、計(jì)算量小，而弊端也顯而易見，是無法探測(cè)透明的物體，并且很難在大面積戶型精準(zhǔn)定位。

視覺SLAM則是能看到真實(shí)環(huán)境，它以攝像頭為傳感器，對(duì)于環(huán)境的區(qū)分度更高，不過需要更高的算力，每秒采集多幀圖像，實(shí)現(xiàn)高清攝像定位，同步SLAM構(gòu)圖，然而大量的單目視覺SLAM掃地機(jī)器人在光線昏暗或無光環(huán)境當(dāng)中難以準(zhǔn)確定位。

有沒有一種可能讓視頻功能與激光SLAM結(jié)合起來，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)？

連石頭自己都表示——全新的RR mason 算法系統(tǒng)是石頭最關(guān)鍵的軟實(shí)力，其負(fù)責(zé)管理分發(fā)傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，交由“感知與建圖算法”進(jìn)行數(shù)據(jù)融合與分析，然后“導(dǎo)航與運(yùn)動(dòng)算法”根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)導(dǎo)航及規(guī)劃。

同時(shí)可以注意到的是，就是石頭掃地機(jī)器人T7 Pro的視頻功能并不是視覺SLAM，其SLAM部分仍然是由激光承擔(dān)，畢竟視覺SLAM核心是定位與建圖，只是本質(zhì)是用圖像上提取的特征點(diǎn)，而石頭掃地機(jī)器人T7 Pro的視頻功能承擔(dān)的責(zé)任是進(jìn)行AI識(shí)別。

筆者在測(cè)試當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，在同一戶型下，石頭掃地機(jī)器人T7 Pro的建圖速度、清掃面積上都要領(lǐng)先于過去的純LDS激光雷達(dá)產(chǎn)品，比如在一些角落當(dāng)中，由于桌腿和凳腿及其他雜物的干擾，導(dǎo)致傳統(tǒng)的LDS雷達(dá)不能精確識(shí)別避障，會(huì)直接略過，而石頭掃地機(jī)器人憑借雙目加持能夠巧妙規(guī)劃工作路徑繞行進(jìn)入。

——為什么說雙目碾壓單目？

視覺識(shí)別系統(tǒng)通常來說可以包括一個(gè)或兩個(gè)攝像頭。單一的照片只具有二維信息，猶如2D電影，并無直接的空間感，只有靠我們自己依靠“物體遮擋、近大遠(yuǎn)小”等生活經(jīng)驗(yàn)?zāi)X補(bǔ)，故單一的攝像頭獲取到的信息及其有限，并不能直接得到我們想要的效果（當(dāng)然能夠通過一些其他手段輔助獲取，但是此項(xiàng)還不成熟，并沒有大規(guī)模驗(yàn)證）。

類比到機(jī)器視覺中，單個(gè)攝像頭的圖片信息無法獲取到場(chǎng)景中每個(gè)物體與鏡頭的距離關(guān)系，即缺少第三個(gè)維度。

雙目技術(shù)原理

單一的圖片具有很強(qiáng)的迷惑性和不確定性，尤其是現(xiàn)實(shí)生活中的場(chǎng)景極度復(fù)雜，單個(gè)攝像頭發(fā)生視覺誤算的概率非常大，可能會(huì)計(jì)算錯(cuò)物體的實(shí)際距離。

所以這便需要掃地機(jī)器人從單個(gè)攝像頭升級(jí)到兩個(gè)攝像頭，即立體視覺，直接提供第三個(gè)維度的信息，也就是景深信息。所以搭載單個(gè)攝像頭的掃地機(jī)把所有物體都識(shí)別成二維物體，并不是三維立體。

對(duì)單目來說，要想獲得距離信息，必須先識(shí)別目標(biāo)：單目測(cè)距和 3D 估計(jì)靠的是檢測(cè)目標(biāo)的 Bounding Box（BB），對(duì)于未識(shí)別的物體，該系統(tǒng)就無法估計(jì)其距離，比如如果閉著一只眼睛，對(duì)于不認(rèn)識(shí)的的東西是沒辦法估計(jì)其大小和距離的。

也就是說單目掃地機(jī)器人只能對(duì)預(yù)先訓(xùn)練好的物體進(jìn)行估算，但實(shí)際家庭環(huán)境千差萬別，不可能對(duì)所有會(huì)造成卡困物體都進(jìn)行訓(xùn)練。需要假設(shè)物體是在地面上，如果實(shí)際不是則會(huì)導(dǎo)致測(cè)距誤差，比如物體在厚地毯上。把物體作為一個(gè)立方體看待，只是粗略估算，并不是精確測(cè)距，并不知道物體實(shí)際的3D形狀，會(huì)導(dǎo)致更多漏掃。

最新評(píng)論