銀星智能:深耕技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā),讓掃地機(jī)器人更加智能、人性化
文:銀星智能2021年第二期
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(wù)機(jī)器人整機(jī)方案設(shè)計(jì)服務(wù)、制造服務(wù)以及增值服務(wù),是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),也是中國(guó)服務(wù)機(jī)器人行業(yè)的龍頭企業(yè)。
銀星智能掃地機(jī)器人當(dāng)前總年產(chǎn)量300萬(wàn)臺(tái),年銷(xiāo)售額超10億元。據(jù)2020年中國(guó)海關(guān)出口數(shù)據(jù)顯示:ODM出口的掃地機(jī)器人中,每4臺(tái)就有1臺(tái)來(lái)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(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、傳感器融合、SLAM算法、人機(jī)交互、AI、IOT等領(lǐng)域始終保持行業(yè)領(lǐng)先地位。
公司成立16年來(lái),堅(jiān)持深耕于掃地機(jī)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(yùn)動(dòng)裝置方面,銀星智能自主研發(fā)的無(wú)刷左右輪,創(chuàng)新性地采用了無(wú)刷馬達(dá)作為輪子的驅(qū)動(dòng)。相較于傳統(tǒng)的有刷馬達(dá),使用無(wú)刷馬達(dá)的左右輪能夠做到無(wú)級(jí)調(diào)速,尤其是在低速運(yùn)行的整體性能優(yōu)于有刷馬達(dá)。這不僅對(duì)掃地機(jī)整機(jī)的工作壽命有優(yōu)化提升, 解決了掃地機(jī)輪子積碳的問(wèn)題,還對(duì)掃地機(jī)算法上的運(yùn)動(dòng)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(wú)刷風(fēng)機(jī),采用創(chuàng)新的、完全自主專利的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能夠顯著優(yōu)化風(fēng)機(jī)的防水能力,使其適應(yīng)于更加復(fù)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(dá),采用先進(jìn)的D-TOF技術(shù)進(jìn)行測(cè)距,即通過(guò)光飛行時(shí)間測(cè)量法進(jìn)行距離的測(cè)量。相較于目前市場(chǎng)上應(yīng)用較多的三角測(cè)距雷達(dá),TOF能夠測(cè)量更遠(yuǎn)的距離。同時(shí)使得TOF雷達(dá)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(dá)的掃地機(jī)能夠兼容到不同環(huán)境下的工作。
此外銀星智能引入機(jī)器視覺(jué)技術(shù),搭載視覺(jué)避障模組以提高掃地機(jī)的整體避障能力。目前業(yè)內(nèi)使用的攝像頭對(duì)標(biāo)人眼,通過(guò)處理器&攝像頭來(lái)模擬人類視覺(jué)功能。機(jī)器視覺(jué)的出現(xiàn),讓機(jī)器人能直觀獲取相關(guān)視覺(jué)信息并加以理解運(yùn)用。
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(yīng)速度:對(duì)快速運(yùn)動(dòng)物體的成像能力;
2.感光光譜:對(duì)紫外線、紅外線等人眼不能感知的部分,機(jī)器視覺(jué)可以實(shí)現(xiàn)成像;
3. 機(jī)器視覺(jué)對(duì)灰度分辨能力強(qiáng),人眼則對(duì)色彩的分辨能力強(qiáng);
4. 機(jī)器視覺(jué)穩(wěn)定,無(wú)疲勞問(wèn)題,一致性高。
而在涉及感知處理方面,機(jī)器視覺(jué)還有很大提升空間。經(jīng)過(guò)深度學(xué)習(xí)之后,保證數(shù)據(jù)量足夠的情況下,機(jī)器視覺(jué)的識(shí)別能力得到較大提升,使得掃地機(jī)器人在重定位、場(chǎng)景分類、避障等方面的優(yōu)勢(shì)都逐步得以體現(xiàn)。
在掃地機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中,單目視覺(jué)可用以物體識(shí)別,但無(wú)法感知物體的真實(shí)尺寸和距離,需要結(jié)合里程計(jì)、IMU等做運(yùn)動(dòng)感知器件的數(shù)據(jù)補(bǔ)充,才能夠用于Vslam導(dǎo)航。相較于單目視覺(jué)技術(shù),雙目視覺(jué)在結(jié)構(gòu)上就更接近人類雙眼,通過(guò)左右目圖像的視差進(jìn)行計(jì)算,用以感知物體的大小及與物體的距離。從算法實(shí)現(xiàn)的難度上,雙目比單目低很多,但是成本提高不少。受識(shí)別距離的限制,在全局建圖中應(yīng)用還有待性能提升,目前主要應(yīng)用于避障和局部建圖。
軟件算法方面,銀星智能布局慣性導(dǎo)航,激光導(dǎo)航和視覺(jué)導(dǎo)航三大導(dǎo)航技術(shù)。分別利用陀螺儀,激光雷達(dá)以及攝像頭,結(jié)合先進(jìn)的慣導(dǎo)算法,激光slam和Vslam技術(shù)完成掃地機(jī)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(lái)分別清掃,通過(guò)此技術(shù),掃地機(jī)器人面對(duì)不同家庭環(huán)境時(shí)便能夠更精細(xì)化地進(jìn)行規(guī)劃清掃。同時(shí)結(jié)合路徑規(guī)劃,運(yùn)動(dòng)控制等相關(guān)技術(shù)完善掃地機(jī)的清掃規(guī)劃,讓掃地機(jī)變得更加智能。
未來(lái),銀星智能將持續(xù)導(dǎo)入AI智能識(shí)別和控制技術(shù),使得掃地機(jī)器人更加智能、人性化,由此更全面地完成掃地機(jī)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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