文/新戰略機器人全媒體 黃滿婷
從技術發展的角度與終端用戶的需求來看，作為AGV行業新興的導航方式，視覺導航被業界眾多人士認為將會是未來AGV行業的主流，有望在2020年成為突圍黑馬。以視覺導航AGV代表企業未來機器人為例，其僅用三年時間就實現了逾5000萬元的工業無人車輛銷售，備受矚目。
視覺導航的基本種類及特性
以傳感器而論，視覺的SLAM方案目前主要有3種實現路徑：基于RGBD的深度攝像機，比如Kinect/Kinect V2、Xtion等；基于單目（魚眼）攝像頭；基于雙目（或多目）攝像頭。就實現難度而言，大致排序為：單目視覺>雙目視覺>RGBD。
單目相機SLAM簡稱MonoSLAM，即只用一支攝像頭就可以完成SLAM。這樣做的好處是傳感器特別簡單、成本特別低，所以單目SLAM非常受研究者關注。相比別的視覺傳感器，單目相機無需獲取環境的絕對深度，因此單目SLAM不受環境大小的影響，既可以用于室內，又可以用于室外。
相比于單目，雙目（多目）相機通過多個相機之間的基線，估計空間點的位置，在運動、靜置時均可估計環境深度。與單目不同的是，雙目（多目）相機配置與標定均較為復雜，其深度量程受雙目的基線與分辨率限制，因此需要FPGA配合完成距離的測算。
RGBD相機是2010年左右開始興起的一種相機，它最大的特點是可以通過紅外結構光或Time-of-Flight原理，直接測出圖像中各像素離相機的距離。因此，它比傳統相機能夠提供更豐富的信息，也不必像單目或雙目那樣費時費力地計算深度。不過，現在多數RGBD相機還存在測量范圍窄、噪聲大、視野小等諸多問題。出于量程的限制，主要用于室內SLAM。
隨著工業4.0的不斷推進，產業自動化、智能化升級對AGV產品提出了更高的精度要求。目前用于自動化流水線的視覺系統，定位精度可以精確到0.1mm，但基于無固定參照的純視覺導航AGV，定位精度約為10mm，仍然有待提高。為獲得更高的精度，除視覺導航以外，AGV視覺導航系統還需要結合其他傳感器的輔助。
如何提高定位精度，也是相關AGV企業一直在探索的問題。2019年CEMAT亞洲國際物流展上，未來機器人視覺導航控制模塊驚艷亮相，這款歷時2年打造的通用模塊使工業無人車輛定位與操作精度達±3mm，并在全球首個基于視覺技術的多層精準堆疊方案中完成了首秀。
“在咱們這個行業，一切有價值的技術和產品都是需要通過大量客戶的需求和應用場景沉淀、挖掘，而后倒逼研發，研發成果再到客戶實際需求和應用場景中驗證，而后再次倒逼研發，以這樣的不斷迭代才能實現。如果只是做出一個實驗室樣機或剛部署了1-2個客戶現場，距離產品放量還很遠，因為你可能連客戶的真實需求都還沒搞懂。”未來機器人CEO李陸洋博士表示。
行業領先企業的責任是推動行業爆發拐點的出現，視覺導航在工業無人車輛領域是否能夠出現爆發拐點，在李陸洋博士來看，市場需求絕不是問題，決定因素是技術和產品。“負責任的講，到目前為止全球還沒有任何一家公司的工業無人車輛產品能夠完全滿足客戶效率、功能、成本、車型改造的需求。因此我們不會為當前的狀態感到一絲欣慰，而是要在技術和產品能完全滿足客戶需求前，持續加大研發投入，持續深耕視覺導航技術和產品，夙夜匪懈，砥礪前行。”
現階段視覺導航的核心優勢
目前，視覺AGV產品幾經迭代，穩定性和可靠性得到了極大的提升，成熟的視覺導航AGV產品具備以下三點核心優勢：1）強易用性：相對于其他導航方式，視覺導航由于能從環境中提取語義信息，因此能夠適應客戶在常規使用需求中的復雜場景，例如，由于長時間使用變形的貨架、托盤；大比例貨物的超板；短時間內激增的的搬運量；狹小空間情況下的車輛調度等。
以擁有多個業界首創的復雜場景解決方案未來機器人為例，視覺導航不但使AGV首次實現9.4米無人高位上貨架作業，并結合領先行業的自適應取放貨技術和實時定位糾偏技術，創造性地解決多個異形件無人搬運難題。
2）泛通用性：模塊化的視覺導航技術，通過加裝到工業車輛本體上輕松實現工業車輛無人化升級改造。目前以未來機器人為代表的視覺導航AGV企業的視覺導航模塊已經能夠適配6大品牌180多款工業車輛；
3）高性價比：視覺傳感器的成本優勢大幅降低了產品的造價。世界頂級工業相機供應商的產品售價約為人民幣3000元，是同等級的激光傳感器產品售價的10-20%。因此在終端客戶投資回報周期上，視覺導航工業無人車輛相對于其他導航方式有明顯的優勢。
未來機器人聯合創始人李陸洋博士在接受新戰略機器人全媒體記者采訪時表示，“現階段未來機器人在視覺導航技術領域仍在不斷深耕，近期我們與中興通訊達成了5G戰略合作框架，旨在推進5G技術與視覺工業無人車輛的結合，推動創新應用場景和方案研究的落地。2020年我們有信心讓視覺與工業車輛本體的運動結合的更加完美，使產品的易用性、通用性和性價比進一步提升，推動行業拐點的出現。”
