原子机器人:国产惯导技术已取得突破,价格优势明显

作者:  1号机器人网记者 释儒道

2017-06-18 21:13:44
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原子机器人CEO 张原
性导航传感器可以让机器人行走规划更加精准。
 
要让机器人实现自主行走的能力,需要靠多传感器融合,而每一个传感器都有自己特定的功能。
 
惯性导航常见的用途就是让物体能够感知自身的方向和姿态,比如机器人在行走的时候,路线难免会有偏差,如果没有惯导传感器提供方向和姿态数据,我们不能确保机器人按照规划路线行进。
 
有了惯性导航后,我们就能精准地判断机器人在行进过程中转弯的角度,以及直线行走的距离,这些数据都能得到反馈。
 
北京原子机器人科技有限公司(简称:原子机器人)CEO张原说:“国产惯性导航技术已经取得突破,在同样性能的情况下,产品价格只有国外产品的1/10。”
 
这或许对很多机器人企业而言是好消息,因为其产品价格可以得到大幅下降。
 
1号机器人网记者:现在很多智能移动底盘上都装有惯性导航传感器,这个惯性导航传感器应用于机器人行走,它可以起到什么帮助?可否举一个场景的例子说明?
 
张原:惯性导航有两个作用,第一个是对姿态进行监控,第二个是惯性辅助定位。
 
先说姿态,其实主要是用于监控机器人行走及运行过程中各部位的倾角和方向,比如:监控机器人在行走过程中的身体的倾斜程度处于合理可控的范围内,不至于倾斜过大发生倾覆。
 
再说定位,惯性导航传感器可以提供准确的加速度,角速度数据,从而实现对速度和位移的估计。通过与其它传感器的数据进行融合,可以提供准确的定位信息。
 
举个例子,如果基于SLAM技术的机器人的底盘进行了旋转,SLAM技术是不能准确的知道转过的角度,而惯性导航传感器可以进行监控并提供准确的角度数据,而当机器人沿着直线或者曲线行走的时候,也需要惯性导航的数据对于行进角度进行测定。
 
总的来讲,惯性导航提供的数据,是让机器人更准确的按照既定的规划路线去行走。
 
1号机器人网记者:这个惯性导航的技术原理是怎样?可否介绍一下?
 
张原:惯性导航来自惯性器件,惯性器件最早来自军方背景,狭义上讲就是指“陀螺仪”。
 
陀螺仪会有一个明显的缺点,虽然它短时间内精度会很高,但长时间使用会漂移,目前从理论上讲是没有办法去解决的。
 
所以我们必须要通过其它的方式去弥补这一缺陷。
 
我们会进行多传感器的数据融合,就是把多个传感器的数据融合在一起,主要指的是加速度计、磁力计、气压计、GNSS等,利用其它传感器的数据对陀螺仪的数据进行校正,从而形成既在短时间高动态又在长时间范围内精准且收敛的数据。
 
所以整个系统的核心就是算法,我们现在所说的惯性导航,就是把这些传感器集合到一起,并通过算法融合后形成的整体系统。
 
1号机器人网记者:国内大部分企业都是采用国外的惯性导航技术,国产的惯性导航传感器与之对比如何? 
 
张原:国产惯性导航在算法和硬件方案上会有一些短板,尤其是在算法方面,国内各个厂家不是很重视。国产惯性导航的优势目前体现在价格上面,从技术支持和服务方面来讲也会有本土化的优势。
 
而在算法的研究上,需要投入大量的人力和财力,国外厂商恰恰是最看重算法的,所以惯性导航最关键的就是算法。
 
1号机器人网记者:目前惯性导航的技术应用有多广?它现在在哪些领域进行应用?应用反馈情况如何?
 
张原:民用方面目前有几大领域的应用,比如在VR领域,可用于头戴部件的跟随和监测,当你的头在晃动的时候,如往左转多少度,前进或后退几步等都是可以捕捉的。
 
还比如机器人,如送餐机器人和AVG搬运机器人,可使机器人在规划行走中更加精准。包括无人机,采用惯性导航后,可使无人机在飞行中保持正确的姿态。
 
另外还可用于运动检测,以上都是目前我们主推的领域。
 
1号机器人网记者:让机器人自主导航涉及到多传感器的融合,在这方面,你们可以提供哪些帮助?
 
张原:我们的定位是解决方案提供商,而且是专注于惯性导航领域,用一句话来描述,我们可以提供全套的导航解决方案,当然我们会给用户提供算法引擎的接口,用户只要把自己的数据输入到引擎中来,运算过后,就可以输出结果。
 
作为解决方案提供商,我们会提供文档、APP、SDK以及参考代码等,全套的资料给到客户后,可以帮助客户在最短的时间内把我们的产品应用到客户的系统中,为客户极大的缩短研发时间并降低研发的成本和技术风险。
 
1号机器人网记者:在惯性导航技术上,你们有没有自己的核心技术?如果拿你们的产品与同行比较,有没有优势?
 
张原:我们有自己的核心技术,在算法的研究上,我们已经花费了大量的人力和物力,现在我们已经拥有全部自主知识产权的高性能算法引擎。
 
这个引擎可以在高动态和低动态的情况下,自动去适应用户的环境,从而保证数据输出的精度。
 
而且,我们的引擎可以把底层传感器芯片的精度,通过算法提升一个数量级,这意味着,我们可以用更低的成本获得更高的性能。
 
举一个例子,一般来讲,国外产品中引擎的更新速率,是400-500赫兹,而我们的引擎经过特别的架构设计和优化后可以达到1000赫兹。
 
这意味着,我们的传感器输出每一个数据都会更加的精确,并可以把计算误差降至最低,这都是靠优异的算法引擎来实现的。
 
同国外企业的同类产品进行比对,我们的优势在于,同样性能的惯性导航产品,我们的价格只有国外的1/10。所以采用我们的惯性导航可以降低客户的成本。
 
1号机器人网记者:根据你们的分析,你们认为国内惯性导航领域行情如何?你们对这个行业如何判断?
 
张原:从整体上来讲,我认为市场空间是巨大的,尤其是现在很多军民合作项目,对惯性导航传感器的需求是很大的。
 
另外从技术上分析,我认为国内惯导技术同国外相比会有一些差距,主要体现在算法上。
 
比如抗磁的算法,国内基本没有企业能够做好,这方面算法优化是国内企业需要持续发力的,这部分也是我们的核心技术之一。
 
从竞争的激烈程度上讲,目前国内做惯性导航的企业,大部分都是集中在军用项目上,而民用市场目前竞争还不是很激烈,所以我们可以从这方向去发力。
 
1号机器人网记者:在技术上,现在惯性导航技术在朝什么方向发展?这个技术还可以有怎样的进化?
 
张原:我认为惯导技术会向高集成度,高性能算法,以及低成本的方向发展。在未来只有同时具有这三方面性能的产品才能被大家所接受。
 
再进一步,惯导的技术会在算法上面再次进行迭代,甚至产生出基于FPGA和ASIC的算法方案,它甚至会自动学习用户的使用场景,你只需要告诉它工作模式,它就会自动学习并调配参数适应整个系统。
 
以后所有的传感器会越来越集成,会产生出专门用于数据融合的定制芯片,这样不管是无人机、无人车、机器人等企业,只需要用极低的成本就可以构建自己的传感器系统。
 
对于惯性导航产品芯片化,我认为未来三年就可以实现。
 
1号机器人网记者:最后一个问题,谈谈未来三年你们的发展规划?
 
张原:未来三年,我们会继续在算法和软件方面发力,给更多的企业提供继Saber C系列后的高性能、高集成度的惯导传感器。
 
同时,我们也会考虑运用ASIC技术对系统进行硬化处理,进一步降低惯性导航传感器的成本。
 
从而降低用户的使用成本,使国内企业能够以较低的成本,享受高质量的传感器性能。



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