銀星智能:深耕技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā),讓掃地機器人更加智能、人性化

文:銀星智能2021年第二期

銀星智能.jpg

深圳市銀星智能科技股份有限公司,成立于2005年,現(xiàn)有員工1600余人,專注為客戶提供家庭服務機器人整機方案設計服務、制造服務以及增值服務,是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的國家高新技術(shù)企業(yè),也是中國服務機器人行業(yè)的龍頭企業(yè)。

銀星智能掃地機器人當前總年產(chǎn)量300萬臺,年銷售額超10億元。據(jù)2020年中國海關(guān)出口數(shù)據(jù)顯示:ODM出口的掃地機器人中,每4臺就有1臺來自銀星智能。公司每年研發(fā)投入占總收入的10%以上,在掃地機器人的運動控制、傳感器融合、SLAM算法、人機交互、AI、IOT等領(lǐng)域始終保持行業(yè)領(lǐng)先地位。

機器視覺畫面.jpg

公司成立16年來,堅持深耕于掃地機器人的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā),在模組、算法、深度清潔等模塊都有著深厚的技術(shù)沉淀和突破。

首先在運動裝置方面,銀星智能自主研發(fā)的無刷左右輪,創(chuàng)新性地采用了無刷馬達作為輪子的驅(qū)動。相較于傳統(tǒng)的有刷馬達,使用無刷馬達的左右輪能夠做到無級調(diào)速,尤其是在低速運行的整體性能優(yōu)于有刷馬達。這不僅對掃地機整機的工作壽命有優(yōu)化提升, 解決了掃地機輪子積碳的問題,還對掃地機算法上的運動控制、路徑規(guī)劃有著明顯的改善作用。

其次自主研發(fā)的防水無刷風機,采用創(chuàng)新的、完全自主專利的結(jié)構(gòu)設計,能夠顯著優(yōu)化風機的防水能力,使其適應于更加復雜或惡劣的工作環(huán)境。

在傳感器模組方面,也自研出小尺寸TOF激光雷達,采用先進的D-TOF技術(shù)進行測距,即通過光飛行時間測量法進行距離的測量。相較于目前市場上應用較多的三角測距雷達,TOF能夠測量更遠的距離。同時使得TOF雷達能夠制作成半封閉式或全封閉式,不僅體積更小,且防水防塵效果也有顯著提升,讓搭載該雷達的掃地機能夠兼容到不同環(huán)境下的工作。

此外銀星智能引入機器視覺技術(shù),搭載視覺避障模組以提高掃地機的整體避障能力。目前業(yè)內(nèi)使用的攝像頭對標人眼,通過處理器&攝像頭來模擬人類視覺功能。機器視覺的出現(xiàn),讓機器人能直觀獲取相關(guān)視覺信息并加以理解運用。

圖 1 TOF 激光雷達.jpg

圖 2 視覺技術(shù).jpg

在純硬件圖像顯示層面,攝像頭功能在很多方面超越人眼本身:

1.反應速度:對快速運動物體的成像能力;

2.感光光譜:對紫外線、紅外線等人眼不能感知的部分,機器視覺可以實現(xiàn)成像;

3. 機器視覺對灰度分辨能力強,人眼則對色彩的分辨能力強;

4. 機器視覺穩(wěn)定,無疲勞問題,一致性高。

而在涉及感知處理方面,機器視覺還有很大提升空間。經(jīng)過深度學習之后,保證數(shù)據(jù)量足夠的情況下,機器視覺的識別能力得到較大提升,使得掃地機器人在重定位、場景分類、避障等方面的優(yōu)勢都逐步得以體現(xiàn)。

在掃地機的實際應用中,單目視覺可用以物體識別,但無法感知物體的真實尺寸和距離,需要結(jié)合里程計、IMU等做運動感知器件的數(shù)據(jù)補充,才能夠用于Vslam導航。相較于單目視覺技術(shù),雙目視覺在結(jié)構(gòu)上就更接近人類雙眼,通過左右目圖像的視差進行計算,用以感知物體的大小及與物體的距離。從算法實現(xiàn)的難度上,雙目比單目低很多,但是成本提高不少。受識別距離的限制,在全局建圖中應用還有待性能提升,目前主要應用于避障和局部建圖。

軟件算法方面,銀星智能布局慣性導航,激光導航和視覺導航三大導航技術(shù)。分別利用陀螺儀,激光雷達以及攝像頭,結(jié)合先進的慣導算法,激光slam和Vslam技術(shù)完成掃地機的清掃和控制。利用合理的智能分區(qū)技術(shù),將家庭環(huán)境劃分為不同區(qū)域來分別清掃,通過此技術(shù),掃地機器人面對不同家庭環(huán)境時便能夠更精細化地進行規(guī)劃清掃。同時結(jié)合路徑規(guī)劃,運動控制等相關(guān)技術(shù)完善掃地機的清掃規(guī)劃,讓掃地機變得更加智能。

未來,銀星智能將持續(xù)導入AI智能識別和控制技術(shù),使得掃地機器人更加智能、人性化,由此更全面地完成掃地機器人本身的使命,滿足用戶日益紛繁多樣的產(chǎn)品需求。

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