前言

2024中國機器人網年會實錄整理。

2024年12月26日，由中國機器人網主辦的年度盛會如期舉行。在此次盛會上，來自上海交通大學的王賀升教授發表了題為“基于視覺的機器人定位導航與控制”的主題演講。王教授回顧了工業機器人在汽車產線等領域的廣泛應用，還深入探討了服務機器人在不同場景下的技術挑戰及未來發展方向。

服務機器人的技術挑戰

王賀升教授首先指出，盡管工業機器人已經在汽車產線等領域取得了顯著的進展，但服務機器人仍然面臨諸多挑戰。目前市場上的成功機器人主要集中在掃地機器人等少數領域，而針對醫療、居家服務、特種任務等不同場景，需要開發不同形態的機器人來滿足多樣化的需求。特別是人形機器人，如果能夠在價格上實現突破，如2萬美元以內，甚至在國內實現10萬元以內，將有可能廣泛應用于家庭，替代人類完成各種任務。

王賀升教授詳細介紹了服務機器人在移動和操作方面的核心技術及其解決方案：

1. 環境感知

機器人需要具備環境感知能力，能夠準確識別自身位置和周圍環境。王教授指出，通過結合SLAM（同步定位與建圖）技術，可以實現大范圍的全局定位。SLAM技術已經相當成熟，但在復雜場景下仍需進一步優化。王教授的團隊通過引入強化學習，解決了SLAM技術在復雜環境下的應用難題。例如，在直線提取和平面提取等任務中，通過強化學習選擇最小集，優化獎勵函數，實現了比傳統方法更好的效果和效率。

2. 自主導航

機器人需要能夠自主從一個位置導航到另一個位置。王教授介紹了基于特征匹配和場景流估計的技術，通過特征金字塔和城市化場景流的細化，實現點云流動的準確估計。這些技術在不同數據集上進行了測試，表現出良好的效果。例如，通過端到端的里程計估計，結合視覺和激光數據，實現了高精度的定位和導航。

3. 底層精確控制

機器人需要具備底層精確控制能力，以確保按照預期軌跡運動。王教授的團隊通過設計基于反饋和積極視覺的控制算法，實現了機器人末端的高精度控制。例如，在無人機空中操作任務中，通過優化控制算法，實現了無人機在變形過程中的平穩操作和抓取任務。

王賀升教授還分享了多個技術應用案例，并展示了這些技術在實際場景中的應用效果：

1. 室內掃地機器人

通過結合SLAM技術和高精度的視覺定位，實現了室內掃地機器人的高效導航和清潔任務。例如，某款掃地機器人在復雜家居環境中，能夠準確識別障礙物并規劃最優路徑，提高了清潔效率。

2. 室外導航與定位

在室外大場景下，通過高精度的定位和導航技術，實現了除草機器人在復雜草地環境中的高效工作。例如，某款除草機器人在大型草坪上，能夠準確識別邊界并規劃割草路徑，提高了工作效率。

3. 礦山無人化改造

通過結合視覺和激光數據，實現了礦山車輛的無人化改造。例如，某礦山的無人運輸車在復雜地形中，能夠準確識別路況并自主導航，提高了運輸效率和安全性。

4. AVP代客泊車

通過結合語義信息和高精度定位，實現了AVP（Automated Valet Parking）代客泊車功能。例如，某款自動駕駛車輛在停車場中，能夠準確識別停車位并自主泊車，提高了用戶體驗。

5. 移動與操作結合

通過將移動和操作技術結合，實現了無人機的部分空中操作任務。例如，某款無人機在空中執行抓取和搬運任務時，能夠靈活調整姿態并精確操作，展示了移動與操作結合的潛力。

隨著視覺和觸覺傳感器技術的不斷進步，服務機器人的感知和操作能力將大幅提升。特別是人形機器人，如果能夠在價格上實現突破，將有可能廣泛應用于家庭，替代人類完成各種任務。王賀升教授的團隊正在研發雙臂操作機器人，計劃在明年與大家分享更多相關成果。

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文章來源：中國機器人網??????

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