RoboSense AC1: Tarkka tekoälypohjainen LiDAR-syvyyskamera robotiikkaan ja SLAM-tehtäviin

Keinoälyn, itseohjautuvien ajoneuvojen ja robotiikan nopea kehitys vaatii jatkuvasti yhä kehittyneempiä aistimistekniikoita. Tässä muuttuvassa ympäristössä syvyyskamerat ovat nousseet keskeisiksi osiksi, jotka mahdollistavat koneiden ympäristön havaitsemisen tärkeän kolmannen ulottuvuuden – syvyyden – avulla. Aloittelijoille syvyyskamera mittaa tarkan etäisyyden itsensä ja näkökentässään olevien kohteiden välillä, mikä muuttaa perustavanlaatuisesti tapaa, jolla robotit ovat vuorovaikutuksessa fyysisen maailman kanssa.

Perinteiset 2D RGB-kamerat tallentavat elävää visuaalista tietoa, mutta niiltä puuttuu luonnostaan tarkka etäisyystieto, mikä pakottaa järjestelmät päättelemään syvyyden sen sijaan, että mittaisivat sitä suoraan. Tämä rajoitus on merkittävä este monimutkaisille tehtäville, jotka vaativat tilallista tietoisuutta. Sen sijaan syvyyskamerat tarjoavat selkeää etäisyystietoa, joka yhdistettynä X- ja Y-koordinaatteihin mahdollistaa tarkan 3D-tilallisen sijainnin laskemisen jokaiselle kohtaan kuvassa.

Perinteisen 3D-näön pysyvät haasteet

Nykyiset yleiset syvyyskamerateknologiat – mukaan lukien rakenteellinen valo, epäsuora lentoaika (iToF) ja stereonäkö – tuovat kukin mukanaan omat kompromissinsa:

• Stereonäön herkkyys: RGB-stereokamerat perustuvat vahvasti kuvan piirteiden vertailuun. Niiden suorituskyky heikkenee merkittävästi hämärässä, ylivalottuneissa olosuhteissa tai kuvissa, joissa ei ole riittävästi tekstuuria luotettavaa piirteenpoimintaa varten.
• Rakenteellisen valon rajoitukset: Vaikka se tarjoaa tarkkaa lähietäisyyden 3D-rakennetta, rakenteellinen valo on altis ympäristön valon häiriöille. Sen heijastuvat kuviot voivat hävitä kirkkaassa ympäristössä, mikä tekee siitä tehottoman pidemmillä etäisyyksillä (yleensä yli 5 metriä) tai ulkona.
• iToF:n kohinaongelmat: iToF-tekniikka tarjoaa nopean etäisyyden mittauksen, mutta sen signaali on altis monipolkuheijastuksille, mikä usein johtaa korkeaan datakohinaan ja heikentyneeseen luotettavuuteen, vaikeuttaen johdonmukaista havaitsemista.

Näiden yksittäisten anturien haasteiden lisäksi monet kehittyneet robottisovellukset turvautuvat "anturipinoamiseen", yhdistäen LiDARin, kamerat ja inertiamittausyksiköt (IMU). Tämä monianturien yhdistäminen tuo kuitenkin mukanaan omat ongelmansa: monimutkaisen ohjainkehityksen, vaativan datan yhdistämisen, työlään kalibroinnin ja hankalan käyttöönoton. Tuloksena syntyvät kookkaat ja monimutkaiset järjestelmät eivät usein sovellu massatuotantoon, mikä luo merkittäviä esteitä robotiikan laajamittaiselle kehitykselle.

RoboSense AC1: Uusi aikakausi aktiivisessa kamerateknologiassa

Vastauksena näihin jatkuviin haasteisiin ja älykkään robotiikan kiihtyviin vaatimuksiin RoboSense lanseerasi virallisesti uraauurtavan  Active Camera, AC1:n, sekä sen kattavan  AI-Ready-ekosysteemin. AC1 edustaa mullistavaa, kokonaisvaltaista ratkaisua robottien havaitsemisen kehittämiseen, joka uudelleenajattelee koneiden "näkemisen".

RoboSense AC1 on suunniteltu tarjoamaan  laitetason yhdistettyä tietoa syvyyden, värin ja liikkeen asennon osalta. Tämä innovatiivinen lähestymistapa vapauttaa robottien havaitsemisen perinteisestä, kömpelöstä erillisten anturien pinonnasta. Tuloksena on  yksinkertainen, tehokas ja kaupallisesti toteuttamiskelpoinen ratkaisu massatuotantoon. Tämän laitteistomurron täydentää AI-Ready-ekosysteemi, joka tarjoaa kehittäjille välttämättömät ohjelmistotyökalut ja avoimen lähdekoodin algoritmit, parantaen merkittävästi kehityksen tehokkuutta ja lyhentäen projektien kestoa.

Robotin todellinen silmä: AC1:n ydininnovaatio ja ylivoimainen suorituskyky

AC1 ei ole pelkkä vähäinen päivitys; se edustaa laadullista harppausta 3D-havaitsemiskyvyissä. RoboSensen syvä laitekehitys, joka perustuu massatuotettuun täyden pinon LiDAR-siruteknologiaan, mahdollistaa AC1:lle  syvyyden, värin ja liikkeen asennon ajallisen ja tilallisen synkronisen yhdistämisen. Tämä aktiivinen tiedonkeruu ylittää passiivisen vastaanoton tarjoten ennennäkemättömän ympäristön ymmärryksen.

Miksi valita RoboSense AC1?

RoboSense AC1:n keskeiset tekniset tiedot ja edut:

• Laitetason monimuotoinen yhdistäminen: AC1 yhdistää ainutlaatuisesti LiDAR-syvyyden, RGB-värin ja IMU-datan laitetasolla. Tämä tarkoittaa synkronisoituja tarkkoja syvyystuloksia, eloisia värikuvia ja täsmällistä liikkeen asentotietoa, poistaen monianturijärjestelmien yleiset datan epäsynkronisuudet ja kumuloituvat kalibrointivirheet. Dynaamisissa tehtävissä, kuten esteiden välttämisessä, robotit saavat reaaliaikaiset, tarkat pistepilvet ja semanttiset kuvat, havaiten samanaikaisesti kohteen sijainnin, muodon ja liikkeen.
• Erinomainen syvyysmittaus: Saavuttaa vaikuttavan  3 cm (1σ) tarkkuuden, tarjoten tarkan 3D-tilatiedon, joka on ratkaisevan tärkeää kehittyneessä SLAMissa ja itseohjautuvassa liikkumisessa. Tämä tarkkuus pysyy vakaana koko käyttöalueella.
• Laajennettu mittausetäisyys: Tarjoaa maksimietäisyydeksi  70 metriä, mikä on merkittävä  600 % parannus moniin perinteisiin 3D-kameroihin verrattuna, mahdollistaen robottien havaitsemisen pidemmälle ja tehokkaamman suunnittelun.
• Laaja näkökenttä (FoV): Varustettu laajalla  syvyysnäkökentällä 120° × 60° ja  RGB-näkökentällä 144° × 78°. Tämä yhdistetty erittäin laaja näkökenttä on  70 % suurempi kuin perinteisissä 3D-kameroissa, varmistaen kattavan näkymän ja vahvan kohteiden seurannan.

• Ylivoimainen ympäristön kestävyys: AC1 toimii luotettavasti haastavissa olosuhteissa, mukaan lukien  100 000 luksin suora auringonvalo. Sen mittaustarkkuus ei heikkene valon vaihteluista riippumatta, tarjoten johdonmukaista tietoa kirkkaassa päivänvalossa tai täydellisessä pimeydessä. Tämä antaa roboteille "kaikki säässä, kaikilla alustoilla" -näkövapauden, mahdollistaen toiminnan monenlaisissa sisä- ja ulkotiloissa.
• Pieni ja kestävä muotoilu: Suunniteltu kevyeksi, kiinteäksi moduuliksi, AC1 on vain  1/3 perinteisten monianturijärjestelmien koosta. Se kestää äärilämpötiloja välillä  -20 °C – 60 °C, tehden siitä riittävän kestävän erilaisille liikkuville ja teollisille alustoille.
• Kustannustehokas ratkaisu: Sen erittäin integroidun rakenteen ansiosta AC1:n yksikkökustannus on  40 % alhaisempi kuin erillisten kameroiden ja LiDAR-yksiköiden kokoaminen, mikä avaa tien laajemmalle kaupalliselle käyttöönotolle ja massatuotannolle.
  

AI-Ready-ekosysteemi: Kehittäjien voimaannuttaminen, kaupallistamisen nopeuttaminen

RoboSense AC1:n innovaatio ulottuu laitteistoa pidemmälle. Sen välttämätön  AI-Ready-ekosysteemi on suunniteltu mullistamaan kehityssykli ja nopeuttamaan älykkäiden robottien kaupallistamista.

Tämä kattava ekosysteemi sisältää:

• AC Studio: Yhden pysähdyksen työkalupaketti, joka tarjoaa  avoin lähdekoodin SDK:n ajureineen, solmutietojen keruun, datan kalibrointityökalut, datan yhdistämisrajapinnat ja ristiinkääntäminenympäristöt. Tämä mahdollistaa kehittäjien siirtymisen kuukausien "pyörän uudelleen keksimisestä" nopeaan "palikoilla rakentamiseen", lyhentäen merkittävästi käyttöönottoaikoja.
• Avoimen lähdekoodin algoritmit: AC Studio tarjoaa ydinalgoritmeja keskeisiin toimintoihin, kuten  paikannukseen, SLAMiin (samanaikainen paikannus ja kartoitus), 3D-gaussiseen pistepilven rakentamiseen (tehokkaaseen pistepilven rekonstruointiin),  kohteiden tunnistukseen ja luokitteluun, semanttiseen segmentointiin sekä monimuotoiseen pistepilven ja näön yhdistämiseen. Tämä antaa kehittäjille mahdollisuuden ohittaa perustason algoritmien kehityksen ja keskittyä suoraan sovelluskohtaisiin ja toiminnallisiin jatkokehityksiin.
• WIKI & aineistot: Kattava WIKI toimii kehittäjien dokumentaatiokeskuksena aktiiviselle kameralle ja sen ekosysteemille. Lisäksi erilaisiin tilanteisiin räätälöityjä aineistoja julkaistaan vähitellen ilmaiseksi, tarjoten arvokasta koulutusmateriaalia tekoälymalleille.

Tämä vahva AI-Ready-ekosysteemi mahdollistaa nopean ohjelmiston iterointimallin, edistäen tuotteistamista ja kaupallistamista. RoboSensen rikas tekoälyosaaminen, joka perustuu vuosikymmenien kokemukseen tekoälymalleista, tietokannoista ja supertietokonekeskuksista, tekee siitä yhden harvoista yrityksistä, jotka yhdistävät kehittyneet anturikyvyt vahvoihin tekoälyalgoritmeihin ja laitekehitykseen.

Näköalojen laajentaminen: RoboSense AC1:n monipuoliset käyttökohteet

RoboSense AC1, laitetason yhdistämisellä ja tehokkaalla AI-Ready-ekosysteemillä, on valmis avaamaan laajan kirjon sovelluksia, jotka vaativat tarkkaa syvyyttä, väriä ja liikkeen asentotietoa.

• Robotiikan navigointi ja SLAM: Mahdollistaa tarkan SLAMin ja itseohjautuvan liikkumisen AGV:ille, palveluroboteille ja ihmismäisille roboteille, jopa monimutkaisissa ja dynaamisissa ympäristöissä.
• Kehittyneet tekoäly- ja näköjärjestelmät: Tukee edistynyttä paikannusta, luotettavaa esteiden havaitsemista ja monimutkaisia kohteiden tunnistustehtäviä.
• Sisä- ja ulkokäyttö: Sen auringonvalolta suojattu suorituskyky takaa luotettavan toiminnan monenlaisissa sisä- ja haastavissa ulkotiloissa.
• Digitaaliset kaksosympäristöt ja 3D-mallinnus: AC1:n tarkka 3D-data on ihanteellista digitaalisten kaksosten rakentamiseen, 3D-skannaukseen, ympäristön valvontaan ja varastoseurantaan.
• Erityiset teolliset ja kuluttajarobotit:
  • Itseohjautuvat ajoneuvot: Parantaa havaitsemista turvallisempien ja luotettavampien itseohjautuvien järjestelmien toteuttamiseksi.
  • Teollisuusrobotit: Parantaa tarkkuutta kokoonpanossa, laadunvalvonnassa ja logistiikassa.
  • Kotirobotit: Mahdollistaa älykkäämmän navigoinnin, vuorovaikutuksen ja tehtävien suorittamisen monimutkaisissa kotitalousympäristöissä.
  • Älykkäät ruohonleikkurit: Perinteisesti tarkka rajojen tunnistus ja esteiden välttäminen vaihtelevissa sääolosuhteissa ovat olleet suuria haasteita. AC1:llä varustettu älykäs ruohonleikkuri pystyy tarkasti tunnistamaan monimutkaisen maaston, havaitsemaan nurmikon rajat senttimetrin tarkkuudella ja välttämään herkästi esteitä, kuten leluja tai koristeita. Sen kestävyys takaa vakaan toiminnan myös sateessa tai sumussa, optimoiden reitit dynaamisesti tehokkaaseen ja tasalaatuiseen leikkaukseen.
  • Ihmismäiset robotit: Pieni koko ja laitetasolla yhdistetty data ovat erityisen hyödyllisiä ihmismäisille roboteille, joissa käyttöönottoalue on rajallinen ja monimutkainen anturien kalibrointi on haaste.

Johtavat asiantuntijat tunnistavat AC1:n mullistavan potentiaalin. Li Yuexuan, algoritmi-insinööri Kansallisessa ja paikallisessa ihmismäisten robottien yhteisessä insinöörikeskuksessa, totesi: "Nykyisissä ihmismäisissä roboteissa anturien sijoitustila on rajallinen, erillisten anturien kalibrointi ja kohdistaminen on hankalaa, eikä helposti käytettäviä monianturien yhdistämisalgoritmeja ole. AC1 säästää sijoitustilaa, voi suoraan yhdistää kuvia, pistepilviä ja IMU-dataa, ja saavuttaa erinomaiset SLAM-, havaitsemis- ja paikannustulokset."

Yang Guodong, Lingbao CASBOTin perustaja ja liikkeentunnistuksen tutkimuskeskuksen johtaja, lisäsi: "Havaitsemis- ja laitteistotiimimme ovat erittäin tyytyväisiä AC1:een. Se poistaa erillisten anturien kalibroinnin ja kohdistamisen työlään työn, vähentää laitteistokomponenttien määrää ja säästää sisätilaa, mikä on erittäin ystävällistä pienten ihmismäisten robottien suunnittelussa."

Yhteenveto: Tien avaaminen aidosti älykkäille roboteille

RoboSense AC1 murtaa perustavanlaatuisesti perinteisten 3D-kameroiden rajoitukset, tarjoten ylivoimaista suorituskykyä, joka vastaa nykyaikaisten älykkäiden robottien vaativiin havaitsemistarpeisiin. Se mahdollistaa turvallisen esteiden välttämisen, tarkkanäköisen kartoituksen ja tarkan käsi-silmä-koordinaation sekä sisä- että ulkotiloissa, parantaen merkittävästi tehokkuutta ja turvallisuutta monissa sovelluksissa.

Globaalina johtajana robotiikkateknologian alustoilla RoboSense asettaa uuden standardin havaitsemiselle älykkäiden robottien alalla  AC1 LiDAR-syvyyskameran ja sen  AI-Ready-ekosysteemin avulla. Tarjoamalla kokonaisvaltaisen, suljetun piirin yhdistämisratkaisun laitteistosta algoritmeihin RoboSense alentaa merkittävästi robottikehittäjien tutkimus- ja kehityskynnystä. Sen korkea kustannustehokkuus ja helppokäyttöisyys demokratisoivat kehittyneet havaitsemiskyvyt, mahdollistaen kaiken kokoisten yritysten nopean huipputason robottituotteiden kehittämisen.

AC1 merkitsee käännekohtaa robottinäössä – siirtymistä "passiivisesta kuvantamisesta" kohti  "aktiivista havaitsemista." Se ei ole pelkästään korvaaja olemassa oleville 3D-kameroille, vaan vahva ratkaisu monimutkaisten moninäköantureiden yhteensopivuus- ja sovellusrajoituksiin. Se edustaa uutta teknologista filosofiaa: laitteiston ja algoritmien syvää yhdistämistä, joka antaa roboteille aistimisen, joka todella ylittää ihmisen aistit ja vie meidät kohti tilallista älykkyyttä.

Kehittäjille AC1:n AI-Ready-ekosysteemi muuttaa heidät työkalujen käyttäjistä innovaation johtajiksi. Teollisuudelle tämä merkitsee tehokkuusvallankumousta ja älykkäiden robottien seuraavan kehitysvaiheen alkua. Kun yhä useammat robotit varustetaan näköjärjestelmillä, jotka todella "ylittävät ihmisen silmän", fyysisen maailman digitalisaatio ja älyllistäminen siirtyvät tieteiskirjallisuudesta konkreettiseksi, kaikkialla läsnä olevaksi todellisuudeksi.

Viitteet

1. https://www.robosense.ai/en/rslidar/AC1
2. https://mp.weixin.qq.com/s/-jHwfS9TguuiLT8GyNDZnw?scene=1