銀星智能:深耕技術創新與產品研發,讓掃地機器人更加智能、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、生產、銷售于一體的國家高新技術企業,也是中國服務機器人行業的龍頭企業。
銀星智能掃地機器人當前總年產量300萬臺,年銷售額超10億元。據2020年中國海關出口數據顯示: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等領域始終保持行業領先地位。
公司成立16年來,堅持深耕于掃地機器人的技術創新與產品研發,在模組、算法、深度清潔等模塊都有著深厚的技術沉淀和突破。
首先在運動裝置方面,銀星智能自主研發的無刷左右輪,創新性地采用了無刷馬達作為輪子的驅動。相較于傳統的有刷馬達,使用無刷馬達的左右輪能夠做到無級調速,尤其是在低速運行的整體性能優于有刷馬達。這不僅對掃地機整機的工作壽命有優化提升, 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、路徑規劃有著明顯的改善作用。
其次自主研發的防水無刷風機,采用創新的、完全自主專利的結構設計,能夠顯著優化風機的防水能力,使其適應于更加復雜或惡劣的工作環境。
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境下的工作。
此外銀星智能引入機器視覺技術,搭載視覺避障模組以提高掃地機的整體避障能力。目前業內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,讓機器人能直觀獲取相關視覺信息并加以理解運用。
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。經過深度學習之后,保證數據量足夠的情況下,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、避障等方面的優勢都逐步得以體現。
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,需要結合里程計、IMU等做運動感知器件的數據補充,才能夠用于Vslam導航。相較于單目視覺技術,雙目視覺在結構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。分別利用陀螺儀,激光雷達以及攝像頭,結合先進的慣導算法,激光slam和Vslam技術完成掃地機的清掃和控制。利用合理的智能分區技術,將家庭環境劃分為不同區域來分別清掃,通過此技術,掃地機器人面對不同家庭環境時便能夠更精細化地進行規劃清掃。同時結合路徑規劃,運動控制等相關技術完善掃地機的清掃規劃,讓掃地機變得更加智能。
未來,銀星智能將持續導入AI智能識別和控制技術,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品需求。
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