单目视觉导航方案的工程化应用

导语：在复杂道路环境中的自主移动功能是服务机器人的基础功能，地图构建和定位（SLAM）则是机器人自主移动的核心；采用视觉slam方法的“伽利略视觉导航系统”，在不用GPS和不添加任何辅助定位设施情况下即可实现机器人导航地图的建立、实时定位机器人在地图中的位置和路径规划功能。

伽利略视觉导航系统介绍：

伽利略视觉导航系统利用廉价的cmosrgb摄像头采集机器人视野内图像，通过连续多帧图像中的特征点信息来计算机器人当前姿态，同时建立三维视觉导航地图。地图建立之后，通过对比当前图像的特征点与地图中的特征点，伽利略视觉导航系统可以持续快速输出机器人在地图中的实时位置。机器人路径规划模块根据这个实时位置信息控制机器人完成预设动作，从而实现机器人的自主无轨运动。

单目视觉导航系统具有以下技术特点：

1、采用从视频图像信息中提取特征点的工作方式，其定位精度高不存在累计误差。即使是连续工作数日产生的误差也在几厘米范围之内。相对于激光雷达的定位方式，单目视觉SLAM不容易由于地形的局部相似产生错误。

2、单目SLAM算法采用视觉特征点的定位方式，视觉特征在现实世界非常丰富，而且点云为3D，所以系统对环境的变化有一定的适应能力，即使视野中有行人等移动物体也完全不会影响其定位。在开启动态曝光软硬件调节后，系统对环境和光线的变化有极强的适应能力，甚至夜晚也可以采用红外补光方式进行导航。

伽利略导航系统是集成建图、同步定位、路径规划的一整套解决方案，系统具有友好的人机交互界面，和丰富的二次开发接口，蓝鲸智能提供丰富的开源代码和基于ROS的开源功能包、涵盖人体识别、物体识别、姿态感知、机械臂控制、语音交互等实用功能。系统可以融合激光雷达、超声波、红外模块、IMU、RGBD等传感器来做到实际使用最优化的性能体验。

伽利略视觉导航系统的几个典型的应用案例的介绍：

1、叉车定位

对于传统叉车进行自主移动改造十分困难，但是在生产过程中，传统叉车没有一个统一调度的信息反馈，无法达到最优化的任务分配和高效的任务执行。叉车调度系统需要实时获取叉车位置和运动状态。通过伽利略视觉导肮系统可以解决。

2、安防巡逻

在巡逻安防领域的自主移动需求上面，伽利略视觉导肮系统具有得天独厚的优势。巡逻安防需要一些空旷场景的导航定位，普通的低价位雷达无法满足要求，又有一些室内、小巷、桥梁、楼宇等GPS信号微弱的场景需求。视觉导肮特征点扫描距离实测最远可达到200M以上，并且具有视觉侦测、检测的无缝对接优势，使得伽利略视觉导航系统在巡逻安防场景中成功应用。

3、物流搬运

伽利略视觉导航系统在传统AGV的工艺流程不变的前提下去掉了繁琐的导轨和磁条，在路径修改调整，生产空间节约等需求上更显优势。

赤兔AGV介绍：

赤兔自主移动AGV是蓝鲸智能新推出的一款通用底盘，赤兔负载可达到100公斤，具有语音、灯光交互、自动充电、无线图传等功能、搭载了蓝鲸智能的伽利略视觉导航系统，支持二次开发，满足您的个性化需求。基本参数：

最大速度：1.8M/S

最小通过宽度：600mm

额外载重：100kg

整机自重：35kg

尺寸：高度：250mm;宽度：430mm;长度：500mm

空载爬坡：15°以上

运行方式：

无需轨道，混合导航方式，虚拟路网自动规划路径

自动充电：

配备自动充电桩，实现低电量自动归位充电，36V10AH锂电池，可连续运行4个小时以上。

低噪音：

采用一体式轮毂电机，运行更平稳，几乎无噪音。

移动精度：

典型定位误差<=5cm;重复定位误差<=2cm；角度误差<=5°。

人工干预方式：

虚拟路网避免误入，windows客户端遥控；APP手机客户端遥控；远程喊话。

防撞安全：

激光雷达、超声波、视觉三重避障，遇到障碍自动绕行或重新规划路线。

辅助交互功能：

到站音频、灯光提示，云端记录行走路径和远程喊话功能。

二次开发：

开放SDK，支持C++C#JavaPython多种语言，通过SDK可以控制和获取机器人的状态位置及图像信息等等。全方位掌控机器人。可根据需求进行定制，比如增加监控摄像头，机械臂，载物台等等。