這個(gè)現(xiàn)象的原因,其實(shí)是跟激光雷達(dá)、SLAM、路徑規(guī)劃這三者之間的區(qū)別有關(guān)系。
01
首先,激光雷達(dá)本身它只是一個(gè)傳感器,或者說(shuō)它就是機(jī)器人的“眼睛”。我們都知道,人的眼睛只負(fù)責(zé)看東西,但是人類(lèi)對(duì)于所見(jiàn)的事物還需要進(jìn)行理解,這個(gè)時(shí)候就需要人的大腦或者大腦皮層中樞來(lái)處理。對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō),有了激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)以后,它還需要開(kāi)發(fā)額外的SLAM算法或者其他能完成地圖構(gòu)建和定位的算法。而有了SLAM的算法以后機(jī)器人還不能動(dòng),還需要為它編寫(xiě)路徑規(guī)劃的算法才能自主移動(dòng)。
所以就有了這樣一個(gè)問(wèn)題,以前三大行業(yè)里會(huì)認(rèn)為阻礙機(jī)器人發(fā)展的原因是成本問(wèn)題,影響導(dǎo)航定位的原因也是激光雷達(dá)的成本問(wèn)題。但是最后會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)激光雷達(dá)的產(chǎn)品面世之后,時(shí)間一長(zhǎng)仍然會(huì)面臨第二個(gè)第三個(gè)問(wèn)題:有了激光雷達(dá)以后怎樣才能進(jìn)行路徑規(guī)劃和SLAM?而這兩點(diǎn)和研發(fā)激光雷達(dá)一樣具有很大的難度。這些難度并不是機(jī)器人行業(yè)里的研發(fā)機(jī)構(gòu)非常擅長(zhǎng)的,因?yàn)闄C(jī)器人行業(yè)具有很強(qiáng)的分工性。
我們知道,在機(jī)器人領(lǐng)域,有人擅長(zhǎng)去做人機(jī)交互,有人擅長(zhǎng)去做本體,有人擅長(zhǎng)去做汽車(chē),有人做機(jī)器人,也有像和我一樣去做自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)的和激光雷達(dá)。每個(gè)人分工不同市場(chǎng)給到的時(shí)間是有限的。而怎么在有限的時(shí)間去做出一款相對(duì)完整的產(chǎn)品呢?強(qiáng)調(diào)的是怎么樣把各自對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)。單單有一個(gè)激光雷達(dá),但是沒(méi)有配套的導(dǎo)航定位系統(tǒng),讓廠(chǎng)家從零去開(kāi)發(fā)SLAM就會(huì)有很大的難度。我們的導(dǎo)航定位的產(chǎn)品也是在去年年初才真正推向市場(chǎng),這也就是為什么導(dǎo)航定位相對(duì)來(lái)說(shuō)來(lái)得晚一些的原因。
02
那為什么說(shuō)導(dǎo)航定位這件事情有難度呢?因?yàn)檫@里涉及到很多的細(xì)節(jié),在這里我就不把細(xì)節(jié)一一展開(kāi)。先給大家講一些比較形象直觀的認(rèn)識(shí)。
這個(gè)就是一個(gè)比較典型的導(dǎo)航定位系統(tǒng),其中包含了SLAM、路徑規(guī)劃系統(tǒng)以及和激光雷達(dá)協(xié)作的系統(tǒng)構(gòu)架圖。上圖畫(huà)面上可能不是特別清楚,但我的主要目就是想和大家闡述一個(gè)觀點(diǎn):到目前為止SLAM系統(tǒng)還是比較復(fù)雜的。
它的復(fù)雜程度主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面:
1.算法的完備性。我們也知道目前也有很多開(kāi)源的算法,比如說(shuō)像iOS,但是這些算法它處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)還是力不從心。如果想做一款完善的產(chǎn)品,廠(chǎng)家還得把開(kāi)源算法存在的一些不好的問(wèn)題給處理清楚。下面,我給大家舉一個(gè)例子:
以上展示了兩張地圖,你會(huì)發(fā)現(xiàn)右邊這張地圖,它算是固件失敗,比如說(shuō)它里邊明明是一個(gè)可以拼接在一起的走廊,但卻變成了一個(gè)非常扭曲的效果。這也是現(xiàn)在很多非商用的SLAM系統(tǒng)具備的特性,就是對(duì)于這種相對(duì)比較復(fù)雜的場(chǎng)景,它可能存在地圖不閉合,或者缺乏回環(huán)檢測(cè)的功能。這也是SLAM系統(tǒng)在進(jìn)行實(shí)用化亟待解決的本質(zhì)問(wèn)題。如果說(shuō)使用的是商用系統(tǒng),采用這種SLAM的開(kāi)源方案,就必須得有廠(chǎng)家自行研發(fā)和解決。
2.從傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō),SLAM系統(tǒng)需要有強(qiáng)大的處理器來(lái)進(jìn)行工作。比如現(xiàn)在跑一個(gè)SLAM,它需要有上G赫茲或者多核幾核甚至用筆記本來(lái)完成。所以這導(dǎo)致了一個(gè)問(wèn)題:功耗、體積和成本變得很高。
3.SLAM算法在使用上還需要用到其他的傳感器。這樣一來(lái),研究設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人在使用SLAM系統(tǒng)時(shí)就會(huì)存在多種耦合性。這些耦合性將導(dǎo)致研發(fā)和核心技術(shù)變得非常困難。所以說(shuō)有了激光雷達(dá)再借助一個(gè)主板并不能解決事情。
這張圖展現(xiàn)的就是一個(gè)例子:一個(gè)機(jī)器人,如果它要用SLAM算法,就會(huì)發(fā)現(xiàn)會(huì)為它配備很多不同的傳感器,還有幾個(gè)對(duì)應(yīng)的處理系統(tǒng),而把這些東西錯(cuò)綜復(fù)雜聯(lián)接在一起就會(huì)使得這個(gè)機(jī)器人在研發(fā)上具有很強(qiáng)的耦合性,同時(shí)也會(huì)造成研發(fā)的難度加大。所以在解決這件事情上,它有很多種方法。思嵐科技的探索的就是把這三個(gè)系統(tǒng)變成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊,結(jié)果就是可以讓用戶(hù)在使用SLAM的時(shí)候變得比較容易,用戶(hù)使用這一模塊就可以和激光雷達(dá)進(jìn)行連接,它的外部有一個(gè)接口,可以讓機(jī)器人較快地使用到。
上圖就是我們思嵐科技的模塊化的SLAM導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它里面包含了對(duì)SLAM本身的處理以及前面提到的路徑規(guī)劃的能力。甚至說(shuō)掃地機(jī)器人對(duì)應(yīng)的一些功能,也都集合在當(dāng)中。
這樣做的好處是,在有了激光雷達(dá)以后,對(duì)應(yīng)的機(jī)器人在SLAM和導(dǎo)航定位能力的便捷程度上提高了一個(gè)等級(jí)。當(dāng)時(shí)我們?cè)谧鲞@個(gè)模塊化的SLAM系統(tǒng)時(shí),曾經(jīng)把激光雷達(dá)和導(dǎo)航定位系統(tǒng)和一個(gè)平衡車(chē)進(jìn)行對(duì)接,大概用了幾天的時(shí)間,這個(gè)平衡車(chē)就具有了無(wú)人駕駛的能力。
總結(jié)來(lái)說(shuō),首先激光雷達(dá)它本身并不是一個(gè)具有SLAM和導(dǎo)航定位能力的傳感器,你必須得為它去研發(fā)或配備對(duì)應(yīng)的模塊或者算法,來(lái)使得它具有這樣的功能。這也是為什么缺乏這樣的解決方案,光有低成本的激光雷達(dá),它并不能夠使得導(dǎo)航定位的能力被機(jī)器人廣泛使用,這是一個(gè)本質(zhì)的原因。