3D视觉 | 为防疫机器人装上智慧之眼

*疫情爆发以来，机器人企业敏锐地嗅到了市场的气息，纷纷加入到抗疫机器人产品的研发、生产和市场开拓中。年后复工复产以来，医疗服务机器人、医用消毒机器人、无接触式测温机器人的生产和销售均呈现井喷式增长。
 

市场对防疫机器人的需求*未有放大，然而，机器人是一项集成度非常高，综合性相当强的人工智能技术。虽然，我国机器人已经历20年发展，并在多个行业中批量成熟运用，但医院环境的复杂性仍不容小觑，——医院人员走动量大（动态障碍物多），各类设备多（静态障碍物多）。因此，移动机器人要在医院环境中安全、稳定、高效运行，“避障”成了首要解决的问题。

为提高移动机器人对障碍物的精准感知，蓝芯科技3D视觉避障系统（LX-3DV-BAS）应运而生。LX-3DV-BAS由蓝芯科技自主研发的Eagel(鹰)系列3D视觉传感器和智能算法组成。通过搭载LX-3DV-BAS，移动机器人在行进过程中能够实时获取周围障碍物信息，包括尺寸、形状和位置等，就好像给机器人装上了“智慧之眼”。
 

在环境感知方案上，市面上避障传感器种类繁多，但无外乎单点红外传感器、单线激光雷达、超声波传感器、碰撞条，以及视觉传感器。机械式碰撞条这种暴力性、机械式的避障通常作为后的防撞措施；超声波避障这种技术经常会出现误判；技术稍先进一些的采用激光雷达进行避障，但激光雷达的局限性在于，它只能扫描某一平面内的障碍物，对那些低于或者高于扫描面的障碍物则表现出无能为力，尤其是低矮障碍物和悬空障碍物；技术很先进的是采用视觉进行立体避障也就是3D视觉避障，但是绝大多数视觉避障都是针对近距离障碍物进行识别。因此，目前很完善的避障方案是3D视觉＋激光雷达。

用于3D视觉避障的技术种类同样不少，——结构光3D视觉技术，通常无法在强环境光下工作，甚至长时间工作都会存在测距不准的情况；双目3D视觉技术的难点在于双目匹配的复杂性和鲁棒性较差，在黑暗无光的情况下实现不了避障；基于TOF的视觉避障技术则因为计算复杂度较低、鲁棒性较高、环境光抑制能力较好而成为移动机器人避障shou选。蓝芯科技正是采用TOF视觉避障技术。
 

为应用在移动机器人上，蓝芯科技的技术人员将相机放在振动台（100Hz震动），高低温循环箱（-10℃-80℃、湿度90%）内连续运转超过2个月。常规室内情况下，装有Eagle系列传感器的移动机器人可以避开地面以上3cm障碍物或低于地平面3cm的凹坑，面对窗边阳光直射场景，金属拉丝反光，低至5%反射率等情况依然有较好的避障性能。因此，3D视觉传感系统（LX-3DV-BAS)能够很好地解决机器人在医院、工厂、学校、机场、酒店、商场等复杂环境下运行的诸多技术难题，包括高环境光干扰，金属拉丝反光，反射率影响，运动模糊，多机干扰等等。

以工匠精神千锤百炼，苛求每一个细小参数，经反复验证后推向应用，技术和产品才经得起市场和时间的考验。蓝芯科技已将3D视觉传感系统（LX-3DV-BAS)搭载在自主研发的移动机器人产品上，并且在国内多个企业工厂中广泛应用。

上图中的测温消毒机器人采用Eagle系列LXPS-Eagle-I310-U传感器进行避障，传感器详细规格参数如下：