對移動(dòng)機(jī)器人而言，最核心的技術(shù)在于定位、感知、規(guī)劃、控制及調(diào)度五個(gè)方面。那么，普渡科技是如何做好機(jī)器人的這五個(gè)方面？

當(dāng)經(jīng)歷過2016年第一輪大洗牌后，送餐機(jī)器人似乎被餐飲行業(yè)人士打入了“冷宮”。不實(shí)用、故障多、造型丑、人工智障等評(píng)論不絕于耳。但就在送餐機(jī)器人行業(yè)進(jìn)入低谷的這一年，普渡科技進(jìn)入了這個(gè)正處于“冰河期”的領(lǐng)域。并在3年后的今天，憑借著“歡樂送”送餐機(jī)器人這款產(chǎn)品，獲得了海底撈、呷哺呷哺、巴奴火鍋、西貝莜面村等眾多餐飲知名品牌的青睞，落地全球200余城市數(shù)千家門店。而改變行業(yè)的關(guān)鍵，在于普渡科技對送餐機(jī)器人產(chǎn)品形態(tài)的重構(gòu)。不需要人型，用“可移動(dòng)的貨架”滿足配送量需求；不需要噱頭，專注做好移動(dòng)機(jī)器人的核心技術(shù)。正是這對于產(chǎn)品及技術(shù)的極致追求，讓普渡科技以及其機(jī)器人產(chǎn)品重新得到了市場的認(rèn)可。對移動(dòng)機(jī)器人而言，最核心的技術(shù)在于定位、感知、規(guī)劃、控制及調(diào)度五個(gè)方面。那么，普渡科技是如何做好機(jī)器人的這五個(gè)方面？

定位：多傳感器融合實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位

對于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)而言，第一步是“找到自己的位置”。普渡科技采用了視覺攝像頭、激光雷達(dá)、IMU、編碼器結(jié)合的PuduSLAM多傳感器融合算法，進(jìn)行厘米級(jí)的精準(zhǔn)定位，并基于此定位數(shù)據(jù)，形成完整的餐廳地圖。對于餐飲機(jī)器人而言，定位的精準(zhǔn)性影響著送餐?？康臏?zhǔn)確度與機(jī)器人本身的可通過性。具體而言，如果定位誤差過大，送餐時(shí)停靠距離顧客過遠(yuǎn)或者過近，都會(huì)造成不好的用餐體驗(yàn)；同時(shí)建圖時(shí)要為機(jī)器人留出更大的移動(dòng)空間，保證機(jī)器人要在誤差范圍內(nèi)能正常行駛，因此必須在機(jī)器人本身的寬度上增加可容許的誤差。目前，歡樂送機(jī)器人機(jī)身寬50厘米，而實(shí)際可通過寬度控制在80厘米，定位誤差已控制在厘米之間。

感知：3D避障保障配送安全

感知對于移動(dòng)機(jī)器人而言在于對障礙物的識(shí)別。在餐廳當(dāng)中，餐桌、椅子、櫥柜等靜態(tài)障礙物擺放復(fù)雜且不規(guī)則，同時(shí)又有不斷移動(dòng)的顧客、服務(wù)員等動(dòng)態(tài)障礙物，因此對于機(jī)器人感知的要求極高。普渡科技的機(jī)器人主要使用激光雷達(dá)以及RGB-D攝像機(jī)進(jìn)行避障。激光雷達(dá)位于機(jī)器人底部，能對同高度175°的水平面進(jìn)行感知，對桌椅等靜態(tài)障礙物能實(shí)現(xiàn)良好地感知；RGB-D攝像機(jī)則覆蓋激光雷達(dá)上部視野，能對懸空物體及移動(dòng)中的物體進(jìn)行識(shí)別，普渡科技采用了Intel“RealSense”的技術(shù)，擁有一流的深度分辨率、高質(zhì)量RGB和高幀率等性能。二者結(jié)合則達(dá)成了3D避障的效果，能覆蓋餐廳中可能會(huì)遇到的各類障礙物，保證運(yùn)行過程的安全可靠。

規(guī)劃：全局視野探索最佳路徑

規(guī)劃主要解決餐飲機(jī)器人“去哪兒”的問題。在餐廳場景中，機(jī)器人面對著大量的餐桌停靠點(diǎn)，要通過怎么樣的路徑到達(dá)才能達(dá)到最佳效率。在全局規(guī)劃上，機(jī)器人將確認(rèn)自身的位置，并首先沿著計(jì)算的最短路徑出發(fā)；當(dāng)途中遇到建圖原本不存在的障礙物時(shí)，將會(huì)根據(jù)停留時(shí)長選擇是否重新規(guī)劃路徑。對于餐廳而言，往往不存在過長時(shí)間停留的障礙物，機(jī)器人遇到障礙物時(shí)一般會(huì)選擇先等待，只有當(dāng)停留時(shí)間極長時(shí)，才會(huì)選擇重新規(guī)劃路徑。在局部規(guī)劃上，機(jī)器人通過感知，識(shí)別環(huán)境中的障礙物，不斷地對路徑進(jìn)行微調(diào)。在餐廳中，動(dòng)態(tài)障礙物是考驗(yàn)機(jī)器人局部規(guī)劃的核心，目前普渡科技憑借著良好的3D避障能力，在動(dòng)態(tài)環(huán)境中，也能做到“如魚得水”地平滑運(yùn)行。

控制：機(jī)電一體化底盤，車規(guī)級(jí)減震滿足配送需求

機(jī)器人的控制能力主要表現(xiàn)在底盤結(jié)構(gòu)上。相比很多配送機(jī)器人公司都是采購?fù)獠客ㄓ玫妆P的解決方案，而普渡科技為了更好地實(shí)現(xiàn)軟硬算法的結(jié)合，自主研發(fā)了機(jī)器人的底盤。首先，底盤采用了機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)，通過控制兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)加速、減速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等操作，省去了很多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此能讓機(jī)器人底盤占用空間更小、更輕。此外，對餐廳而言，承放菜品的穩(wěn)定性更加重要，機(jī)器人采用了車規(guī)級(jí)懸掛系統(tǒng)，能盡可能減少機(jī)身震動(dòng)，對大部分正常份量的餐品都能平穩(wěn)地進(jìn)行配送。

調(diào)度：多機(jī)協(xié)作，建立機(jī)器人的交通樞紐

對于比較大的場景而言，需要多臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作，因此機(jī)器人之間需要通信，否則會(huì)引發(fā)機(jī)器人之間的阻塞。調(diào)度就是在機(jī)器人之間建立交通系統(tǒng)，決定當(dāng)兩臺(tái)機(jī)器人相遇時(shí)，以什么樣的法則互相避讓保證效率?，F(xiàn)階段，多機(jī)協(xié)同工作的需求較大，普渡科技的客戶現(xiàn)在平均每家門店用兩臺(tái)機(jī)器人，意味著每家店都需要協(xié)同。目前，普渡科技通過WiFi與物聯(lián)網(wǎng)自組網(wǎng)技術(shù)對機(jī)器人進(jìn)行調(diào)度。例如，當(dāng)兩臺(tái)機(jī)器人相遇時(shí)，調(diào)度系統(tǒng)將對兩臺(tái)機(jī)器人的規(guī)劃路徑進(jìn)行判斷，并通過多種規(guī)則決定向哪臺(tái)機(jī)器人發(fā)送避讓指令。其中一個(gè)最基礎(chǔ)的邏輯是“有路可退”的一方避讓“無路可退”的一方，此外還有更多判定要素比如距離目的地的距離、任務(wù)完成狀態(tài)等也會(huì)影響調(diào)度的優(yōu)先級(jí)。另一方面，調(diào)度還承載著對機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)分配的工作。當(dāng)一家餐廳有多臺(tái)機(jī)器人時(shí)，如何將多個(gè)任務(wù)合理分配到多臺(tái)機(jī)器人上，達(dá)到最優(yōu)的效率，是任務(wù)調(diào)度要解決的問題。目前送餐任務(wù)仍然是由后廚根據(jù)情況自行調(diào)整任務(wù)，但12月預(yù)計(jì)發(fā)布的新產(chǎn)品將會(huì)通過中控平臺(tái)進(jìn)行任務(wù)分配。據(jù)透露，普渡科技將在12月中旬舉辦新品發(fā)布會(huì)，將發(fā)布兩款全新的餐飲機(jī)器人，豐富餐飲機(jī)器人的品類，打造更加完整的餐飲配送生態(tài)鏈。