RoboSense AC1: Telecamera di Profondità LiDAR AI di Precisione per Robotica e SLAM

I rapidi progressi nell'intelligenza artificiale, nella guida autonoma e nella robotica richiedono continuamente tecnologie di rilevamento sempre più sofisticate. In questo panorama in evoluzione, le telecamere di profondità sono emerse come componenti fondamentali, permettendo alle macchine di percepire l’ambiente con una terza dimensione cruciale – la profondità. Per chi è nuovo nel campo, una telecamera di profondità misura la distanza precisa tra sé stessa e gli oggetti nel suo campo visivo, trasformando radicalmente il modo in cui i robot interagiscono con il mondo fisico.

Mentre le tradizionali telecamere RGB 2D catturano dati visivi vividi, esse mancano intrinsecamente di informazioni precise sulla distanza, costringendo i sistemi a dedurre la profondità anziché misurarla direttamente. Questa limitazione rappresenta un ostacolo significativo per compiti sofisticati che richiedono consapevolezza spaziale. Al contrario, le telecamere di profondità forniscono dati espliciti sulla distanza che, combinati con le coordinate X e Y, permettono il calcolo di posizioni spaziali 3D accurate per ogni punto in una scena.

Le Sfide Persistenti della Visione 3D Tradizionale

Le attuali tecnologie di telecamere di profondità più diffuse – tra cui luce strutturata, Time-of-Flight indiretto (iToF) e visione stereo – presentano ciascuna un insieme unico di compromessi:

• Sensibilità della Visione Stereo: Le telecamere stereo RGB si basano fortemente sull’abbinamento delle caratteristiche dell’immagine. Le loro prestazioni possono degradare gravemente in condizioni di scarsa illuminazione, sovraesposizione o in scene prive di texture sufficienti per un’estrazione affidabile delle caratteristiche.
• Limitazioni della Luce Strutturata: Pur offrendo una ricostruzione 3D ad alta precisione a breve distanza, la luce strutturata è vulnerabile alle interferenze della luce ambientale. I suoi motivi proiettati possono essere cancellati in ambienti luminosi, rendendola inefficace a distanze maggiori (tipicamente oltre i 5 metri) o all’aperto.
• Problemi di Rumore di iToF: La tecnologia iToF fornisce una misurazione rapida delle distanze, ma il suo segnale è soggetto a riflessioni multiple, spesso causando elevato rumore nei dati e riducendo la robustezza, ostacolando una percezione costante.

Oltre a queste sfide specifiche dei sensori, molte applicazioni robotiche avanzate ricorrono a un approccio di "accumulo di sensori", combinando LiDAR, telecamere e unità di misura inerziali (IMU). Tuttavia, questa integrazione multisensore introduce una serie di problemi: sviluppo complesso dei driver, fusione dati ardua, calibrazione laboriosa e difficoltà di installazione. I sistemi risultanti, ingombranti e complessi, sono spesso inadatti alla produzione di massa, creando barriere significative allo sviluppo scalabile della robotica.

Presentazione del RoboSense AC1: Una Nuova Era per la Tecnologia delle Telecamere Attive

In risposta a queste sfide persistenti e alle crescenti esigenze della robotica intelligente, RoboSense ha ufficialmente lanciato la sua rivoluzionaria  Telecamera Attiva, l’AC1, insieme al suo completo  ecosistema AI-Ready. L’AC1 rappresenta una soluzione innovativa e completa per lo sviluppo della percezione robotica, ripensando radicalmente il modo in cui le macchine "vedono".

Il RoboSense AC1 è progettato per fornire  informazioni fuse a livello hardware che comprendono  profondità, colore e postura del movimento. Questo approccio innovativo libera le configurazioni di percezione robotica dal tradizionale e ingombrante metodo di accumulo di sensori disparati. Il risultato è una  soluzione semplice, efficiente e commercialmente valida progettata per la produzione di massa. A completare questa svolta hardware, l’ecosistema AI-Ready fornisce agli sviluppatori strumenti software essenziali e algoritmi open-source, migliorando drasticamente l’efficienza dello sviluppo e accorciando i cicli di progetto.

Il Vero Occhio del Robot: L’Innovazione Fondamentale e le Prestazioni Superiori dell’AC1

L’AC1 non è solo un aggiornamento incrementale; rappresenta un salto qualitativo nelle capacità di percezione 3D. La profonda innovazione di RoboSense a livello hardware, basata sulla sua tecnologia di chip LiDAR full-stack prodotta in serie, consente all’AC1 di raggiungere una  fusione sincrona spazio-temporale di informazioni su profondità, colore e postura del movimento. Questa raccolta attiva dei dati supera la semplice ricezione passiva, offrendo una comprensione ambientale senza precedenti.

Perché Scegliere RoboSense AC1?

Principali Specifiche Tecniche e Vantaggi del RoboSense AC1:

• Fusione Multimodale a Livello Hardware: L’AC1 fonde in modo unico la profondità LiDAR, il colore RGB e i dati IMU a livello hardware. Ciò significa uscite sincronizzate di profondità precisa, immagini a colori vivaci e postura del movimento accurata, eliminando problemi di asincronia dei dati e errori cumulativi di calibrazione comuni nei sistemi multisensore. Per compiti dinamici come l’evitamento degli ostacoli, i robot ottengono nuvole di punti e immagini semantiche in tempo reale e ad alta precisione, percependo simultaneamente posizione, forma e movimento degli oggetti.
• Rilevamento della Profondità Ultra-Preciso: Raggiunge un’impressionante  precisione di 3 cm (1σ), fornendo dati spaziali 3D puntuali, fondamentali per SLAM avanzato e navigazione autonoma. Questa precisione rimane stabile nell’intervallo operativo.
• Capacità di Rilevamento Estesa: Offre una distanza massima di rilevamento di  70 metri, un significativo  aumento del 600% rispetto a molte telecamere 3D tradizionali, permettendo ai robot di percepire più lontano e pianificare in modo più efficace.
• Ampio Campo Visivo (FoV): Presenta un ampio  FoV di profondità di 120° × 60° e un  FoV RGB di 144° × 78°. Questo FoV fuso ultra-ampio è  il 70% più grande rispetto alle telecamere 3D tradizionali, garantendo una consapevolezza completa della scena e un robusto tracciamento degli oggetti.

• Robustezza Ambientale Senza Pari: L’AC1 funziona in modo affidabile in condizioni difficili, inclusa la  luce solare diretta di 100kLux. Le sue prestazioni di rilevamento non sono influenzate da variazioni di luce, garantendo dati costanti sia in pieno giorno che al buio completo. Questa capacità concede ai robot una libertà visiva "per ogni tempo e terreno", permettendo operazioni in diversi scenari interni ed esterni.
• Design Compatto e Robusto: Progettato come un modulo leggero e a stato solido, l’AC1 è solo   dei tradizionali sistemi multisensore. È costruito per resistere a temperature estreme da  -20°C a 60°C, rendendolo robusto per varie piattaforme mobili e industriali.
• Soluzione Economica: Con il suo design altamente integrato, l’AC1 vanta un costo per dispositivo singolo inferiore del  40% rispetto all’assemblaggio di telecamere e unità LiDAR separate, aprendo la strada a una più ampia adozione commerciale e produzione di massa.
  

L’Ecosistema AI-Ready: Potenziare gli Sviluppatori, Accelerare la Commercializzazione

L’innovazione del RoboSense AC1 va oltre l’hardware. Il suo indispensabile  ecosistema AI-Ready è progettato per rimodellare radicalmente il ciclo di sviluppo e accelerare la commercializzazione dei robot intelligenti.

Questo ecosistema completo include:

• AC Studio: Una suite di strumenti tutto-in-uno che fornisce un  SDK open-source con driver, raccolta dati nodi, strumenti di calibrazione dati, interfacce di fusione dati e ambienti di compilazione incrociata. Ciò consente agli sviluppatori di passare da mesi spesi a "reinventare la ruota" su compiti software di base a costruire rapidamente "con blocchi", accorciando significativamente i tempi di implementazione.
• Algoritmi Open-Source: AC Studio offre algoritmi fondamentali per funzioni critiche come  localizzazione, SLAM (Localizzazione e Mappatura Simultanea), gaussian splatting 3D (per la ricostruzione efficiente di nuvole di punti),  rilevamento e riconoscimento oggetti, segmentazione semantica e fusione multimodale di nuvole di punti e visione. Ciò permette agli sviluppatori di saltare lo sviluppo di algoritmi di base e di impegnarsi direttamente nello sviluppo secondario orientato a scenari e funzioni.
• WIKI e Set di Dati: Un WIKI completo funge da centro documentazione per sviluppatori per la Telecamera Attiva e il suo ecosistema. Inoltre, set di dati selezionati per vari scenari saranno rilasciati gradualmente gratuitamente, fornendo dati preziosi per l’addestramento di modelli AI.

Questo robusto ecosistema AI-Ready facilita un modello rapido di iterazione software, guidando la produzione e la commercializzazione. Il ricco DNA AI di RoboSense, supportato da decenni di esperienza in modelli AI, banche dati e centri di supercalcolo, la posiziona come una delle poche aziende che integra capacità avanzate di sensori con algoritmi AI robusti e ricerca e sviluppo hardware.

Ampliare gli Orizzonti: Applicazioni Versatili del RoboSense AC1

Il RoboSense AC1, con la sua fusione a livello hardware e il potente ecosistema AI-Ready, è pronto a sbloccare una vasta gamma di applicazioni che richiedono informazioni precise su profondità, colore e postura del movimento.

• Navigazione Robotica e SLAM: Facilita SLAM preciso e navigazione autonoma per AGV, robot di servizio e robot umanoidi, anche in ambienti complessi e dinamici.
• Sistemi Avanzati di AI e Visione: Supporta localizzazione avanzata, rilevamento ostacoli robusto e compiti sofisticati di riconoscimento oggetti.
• Versatilità Interna ed Esterna: La sua prestazione resistente alla luce solare garantisce un funzionamento affidabile in diversi scenari interni e difficili ambienti esterni.
• Gemelli Digitali e Modellazione 3D: I dati 3D precisi forniti dall’AC1 sono ideali per la costruzione di gemelli digitali, scansione 3D, monitoraggio ambientale e controllo delle scorte.
• Robotica Industriale e Domestica Specifica:
  • Veicoli Autonomi: Migliora la percezione per sistemi di guida autonoma più sicuri e affidabili.
  • Robot Industriali: Migliora la precisione per compiti come assemblaggio, ispezione qualità e logistica.
  • Robot Domestici: Permette una navigazione, interazione ed esecuzione di compiti più intelligenti in ambienti domestici complessi.
  • Tagliaerba Intelligenti: Tradizionalmente, l’identificazione precisa dei confini e l’evitamento degli ostacoli in condizioni meteorologiche variabili sono punti critici. Un tagliaerba intelligente dotato di AC1 può identificare con precisione terreni complessi, rilevare i confini del prato con precisione al centimetro ed evitare sensibilmente ostacoli come giocattoli o decorazioni. La sua robustezza assicura un funzionamento stabile anche in condizioni di pioggia o nebbia, ottimizzando dinamicamente i percorsi per una copertura efficiente e uniforme.
  • Robot Umanoidi: Le dimensioni compatte e i dati fusi a livello hardware sono particolarmente vantaggiosi per gli umanoidi, dove lo spazio di installazione è limitato e la calibrazione complessa dei sensori è una sfida.

Esperti di spicco riconoscono il potenziale trasformativo dell’AC1. Li Yuexuan, ingegnere di algoritmi presso il Centro Nazionale e Locale di Ricerca Ingegneristica Congiunta per Robot Umanoidi, ha osservato: "Lo spazio disponibile per installare sensori sui robot umanoidi esistenti è limitato, calibrare e allineare sensori diversi separatamente è complicato, e manca un algoritmo di fusione multisensore facile da usare. L’AC1 risparmia spazio di installazione, può fondere direttamente algoritmi per immagini, nuvole di punti e IMU, e ottiene ottimi risultati in SLAM, percezione e localizzazione."

Yang Guodong, cofondatore di Lingbao CASBOT e responsabile del Centro R&S di Intelligenza del Movimento, ha aggiunto: "I nostri team di percezione e hardware sono molto soddisfatti dell’AC1. Non solo elimina il lavoro noioso di calibrare e allineare sensori diversi separatamente, ma riduce anche il numero di componenti hardware, risparmiando spazio interno, il che è molto favorevole per il design di robot umanoidi compatti."

Conclusione: Spianare la Strada per Robot Veramente Intelligenti

Il RoboSense AC1 supera fondamentalmente i limiti delle telecamere 3D tradizionali, offrendo prestazioni superiori che soddisfano le esigenti necessità di percezione dei robot intelligenti moderni. Permette un evitamento sicuro degli ostacoli, mappature ad alta fedeltà e coordinazione mano-occhio precisa per operazioni sia interne che esterne, migliorando significativamente efficienza e sicurezza in molteplici applicazioni.

Come leader globale nelle piattaforme tecnologiche per la robotica, RoboSense, attraverso la  Telecamera LiDAR di Profondità AC1 e il suo  ecosistema AI-Ready, sta fissando un nuovo standard per la percezione nell’industria della robotica intelligente. Fornendo una soluzione completa e a ciclo chiuso dalla componentistica hardware agli algoritmi, RoboSense abbassa drasticamente la barriera di ricerca e sviluppo per gli sviluppatori di robot. La sua elevata convenienza e facilità d’uso democratizzano le capacità avanzate di percezione, permettendo a imprese di ogni dimensione di sviluppare rapidamente prodotti robotici all’avanguardia.

L’AC1 segna un cambiamento cruciale nella visione robotica – da "immagine passiva" a  "percezione attiva." Non è semplicemente un sostituto delle telecamere 3D esistenti, ma una soluzione robusta ai limiti di compatibilità e applicazione degli ingombranti sistemi multisensore di visione. Incorpora una nuova filosofia tecnologica: l’integrazione profonda di hardware e algoritmi per dotare i robot di una percezione che supera realmente i sensi umani, spingendoci verso l’intelligenza spaziale.

Per gli sviluppatori, l’ecosistema AI-Ready dell’AC1 li trasforma da semplici utilizzatori di strumenti a leader dell’innovazione. Per l’industria, questo segna una rivoluzione nell’efficienza e l’alba della prossima evoluzione dei robot intelligenti. Con l’espansione della linea di prodotti Telecamera Attiva, RoboSense continuerà a guidare l’evoluzione della tecnologia di percezione robotica. Quando più robot saranno dotati di sistemi visivi che realmente "superano l’occhio umano", la digitalizzazione e l’intellettualizzazione del mondo fisico passeranno dalla fantascienza a una realtà tangibile e diffusa.

Riferimenti

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