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机器人如何行动自如?全靠这项技术:自主定位导航 老纪说事拉理 coreldrawx4sp2精简版 189电影网 格里芬骑扣帕金斯 湖南黑茶产地 cctv5在线直播拳击 私人游艇网 打折票 太原化妆学校哪个好 张信哲巡演收官 31省份2017年GDP:22地增速超全国 东北经济回暖

  来源:大河网   
    2019-11-9

      自主定位导航术 机器人行动自如全靠它

      当前物流智能搬运机器人、扫地机器人等已在一些城市与家庭中实际应用无人机、无人车等也在迅速推广中这些机器人之所以能快速进入应用阶段与自主定位导航技术的发展密不可分。

      日前艾瑞咨询旗下艾瑞网发布了他们总结的“2018年全球AI突破性技术TOP10”基于多传感器跨界融合的机器人自主导航技术位列其中。机器人自主定位导航技术是什么?目前有几种可实现机器人自主定位导航的技术手段?实现这些技术及应用的难点与挑战是什么?

      基础:视觉与雷达是最主要的传感器

      可以说自主定位导航技术已经成为机器人产品的核心与焦点之一。中国自动化学会专家委员、清华大学互联网产业研究院杜明芳博士告诉科技日报记者自主导航从大的方面来讲包括局域导航与全局导航两部分。局域导航是指通过视觉、雷达、超声波等传感器实时获取当前环境信息提取数据融合后的特征经智能算法处理后实现当前可通行区域的判断与多目标跟踪;全局导航主要指利用GPS提供的全局导航数据进行全局路径规划并实现全电子地图范围内的路径导航。

      “目前视觉与雷达是局部自主导航时采用的两种最主要的传感器。”杜明芳解释作为被动式传感器视觉传感器的优点显著比如获取信息丰富、隐蔽性好、体积小不会因干扰带来“环境污染”相对雷达来说成本低。而为了实现自主导航多种传感器相互协作来识别多种环境信息较为普遍如识别道路边界、地形特征、障碍、引导者等。如此一来机器人才能通过环境感知来确定前进方向中的可达区域或不可达区域确认自我在环境中的相对位置以及对动态障碍物运动进行预判为局部路径规划等提供依据。

      杜明芳告诉记者从当前发展情况看多传感器信息融合技术已经被应用到自主导航系统中所起的作用也关系着机器人的智能化水平。“该导航技术的核心在于可以对多传感器收集到的信息进行有效处理与融合提高机器人对不确定信息的‘抵抗’能力确保有更多可靠的信息被利用有助于更为直观地判断出周围的环境。”他说。

      视觉导航已成功应用于低空飞行器导航、无人机导航及火星探测器着陆过程的导航中。不过杜明芳也表示视觉传感器还存在提供的信息不直接计算与存储需求量大网络传播负担大等问题。利用多传感器信息融合可以消除机器人定位导航中的不确定性提高精度但是过度融合也会带来计算量的成倍增加。

      如何解决这些问题?杜明芳认为选择恰当的融合算法是关键。当前“将智能计算理论、概率论等基础理论应用到机器人多传感器融合领域的做法越来越多。”他说。

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      资料图:2018世界机器人大会上的机器人手术系统。 中新社记者富田 摄

      方式:多种技术组合实现优势互补

      实现机器人自主定位导航有哪些方式?其实汽车自动驾驶与机器人用的部分自主定位导航技术是一致的。千寻位置CEO陈金培告诉记者千寻使用激光雷达定位导航与传感器组合技术使定位精度达到1米左右并可在3秒完成初始定位。

      所谓激光雷达导航是在行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板机器人通过激光扫描器发射激光束同时采集由反射板反射的激光束来确定其当前的位置与航向并通过连续的三角几何运算来实现导引。激光雷达除了具有测距与定位功能外还有识别与避障等作用。

      杜明芳说激光雷达属于主动式传感器其提供的感知数据相对视觉信息要简单直接得多处理时计算量小;但缺点是造价高、隐蔽性差对环境有“污染”信息不够丰富等。

      据了解苏宁的机器人与无人车自主导航采用的是另一种“多线激光雷达+GPS+惯导等多传感器融合定位方式”。具体来说首先是激光雷达进行环境建图获得先验点云地图通过GPS与惯性导航初步确定机器所在的全球位置再通过激光雷达扫描数据与先验点云地图匹配获得更为精准的全球位置实现精准定位与自主导航。在感知层面激光雷达融合视觉实时识别周围的行人、车辆与障碍物为规划出最优绕行路径提供依据等。

      此外还有惯性导航这是指在机器人或无人车上安装陀螺仪在行驶区域的地面上安装定位块通过对陀螺仪偏差信号(角速率)的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置与航向从而实现导引。苏宁有关负责人在接受科技日报记者采访时表示惯性导航技术定位精准、地面处理工作量小、路径灵活性强。但制造成本较高导引的精度与可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关。总之一种技术手段不能解决所有问题当前机器人自主导航普遍采用了多种技术组合的模式以实现优势互补。

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      资料图:2018世界机器人大会上小朋友与机器人互动。中新社记者 富田 摄

      挑战:功耗、成本与工业化问题待解决

      目前自主定位导航机器人的应用主要分为两类一是家庭使用的扫地机器人以及家庭看护、陪伴型机器人。思岚科技CEO陈士凯说这类应用场景可概括为“零配置”从消费者使用来说要做到尽可能的极简买回来就能用。另一类则是在商业场景下需要一个预先配置过程对于这种配置要有高可靠性与可扩展性。

      陈士凯说个人家庭场景导航定位系统要解决的是功耗、体积、成本的挑战。目前无论即时定位与地图构建(SLAM)算法还是路径规划系统复杂度都比较高。“一个扫地机器人电池本身容量可能只有20多瓦时规模。假如让它装上一个笔记本电脑来跑SLAM算法可能一个小时不到就没电了这是完全不被接受的。”

      此外新机器人第一次开机时对家里环境构造是完全不知道的需要把地图预先绘制出来。“这就有个矛盾点”陈士凯说人们希望机器人在环境位置时马上进行工作但主流算法还需要对环境有一个预先构建或探索在这方面“就需要业界做一些工作了”。陈士凯举例道比如可以给一个初级路径规划随着机器人使用与探索路径再逐步细化完善等。

      在商用或专业场景下自主导航系统的困难在于商用场景下地图面积都很大甚至会超过上万平方米。“目前SLAM系统还是比较消耗内存与运算量的。怎么让它在如此大的场景下都可以工作对导航定位系统来说是个很大的挑战。”陈士凯说解决之道是配备强大的硬件同时对软件与算法进行更好优化。“目前一个合格的导航定位系统不应仅仅有激光雷达还应有视觉传感器与超声波等并在导航定位算法上也要进行相应的融合。这个融合在学术上或算法上也许并不是很难但考虑到工业化的问题比如很多超声波传感器是非标准产品深度视觉传感器每家规格不一样安装位置也不同怎么以统一标准化接口方便客户使用存在挑战。”

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      中新网客户端北京1月29日电(记者李金磊)随着全国2017年经济数据发布各省份也陆续揭晓了本地的2017经济“成绩单”。从经济总量来看2017年多地迈上新台阶广东、江苏位列“8万亿俱乐部”;从经济增速来看22省份GDP增速超过全国增速;从区域格局来看西部地区抢眼东北经济出现回暖迹象;从未来发展来看各地纷纷布局推动高质量发展部分地区下调了GDP目标。

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      资料图:正在建设的楼房。中新网记者 李金磊 摄

      经济总量

      ——多地迈上新台阶 广东、江苏破8万亿元

      2017年全国GDP总量首次突破80万亿元大关达到827122亿元。同样的在地方层面很多省份的经济总量也迈上了新的台阶。

      广东、江苏成为“8万亿俱乐部”的两位成员。其中广东2017年GDP达8.99万亿元逼近9万亿元连续29年居中国首位;江苏紧随其后2017年GDP达到85900.9亿元。

      经济总量排行第三的山东2017年GDP为72678.18亿元首次迈入7万亿大关也是目前“7万亿俱乐部”的唯一成员。

      排行第四的浙江其经济总量虽然首次站上5万亿元台阶达到51768亿元但其与前三名相比依然相距甚远。

      此外上海2017年GDP首次突破3万亿元达到30133.86亿元成为中国第一个跨过3万亿门槛的城市。重庆2017年GDP总量达到19500.27亿元排行超越了当年增长3.6%的天津(18595.38亿元)。

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      资料图:银行工作人员清点货币。中新社记者 张云 摄

      经济增速

      ——22地区超全国增速 多地“挤水分”

      从经济增速来看2017年全国GDP同比增长6.9%较2016年回升了0.2个百分点增速自2011年来首次出现回升。

      与全国水平相比贵州、西藏、云南、重庆等22个地区的2017年GDP增速超过了全国增速上海增速则与全国持平。其中贵州(10.2%)、西藏(10%)是仅有的两个GDP增速维持在两位数的地区。

      河北、北京、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、天津、甘肃等8个地区的2017年GDP增速低于全国增速。

      较受注意的是天津与内蒙古。受GDP“挤水分”影响2017年天津GDP增速由 2016年的9%放缓到3.6%。

      2017年内蒙古GDP增长4%较2016年的7.2%出现放缓。内蒙古自治区主席布小林在作政府工作报告时说2017年内蒙古政府解决工业增加值数据不实与财政收入虚增空转等困扰多年的老大难问题。“我们深刻认识到工作中不严不实带来的危害认识到不能为增长而增长、为投资而投资必须破除简单以生产总值增长率论英雄的发展观、政绩观。”

      区域发展

      ——西部地区抢眼 东北经济现回暖迹象

      从地区格局来看东部与中部地区经济发展平稳西部地区发展抢眼。2017年GDP增速排在前四位的贵州、西藏、云南、重庆均属于西部地区。

      来自国家统计局的数据显示2017年东部地区投资增长8.3%增速比1-11月份提高0.2个百分点;中部地区投资增长6.9%增速与1-11月份持平;西部地区投资增长8.5%增速位居四大板块之首;东北地区投资增长2.8%增速继续稳步回升。

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      辽宁省代省长唐一军在作政府工作报告。 赵桂华 摄

      再看东北地区尽管东北三省的经济增速依然靠后但已经出现了回暖的迹象。数据显示除了吉林省2017年GDP增速略有放缓外辽宁、黑龙江GDP增速均有所回升。

      其中辽宁2017年GDP同比增长4.2%增速实现了由负转正2011年以来辽宁经济增速单向回落的状况发生了趋势性改变。

      “辽宁正处在滚石上山、爬坡过坎的关键时期”辽宁省代省长唐一军在作政府工作报告时指出建议今年全省经济社会发展的主要预期目标是:地区生产总值增长6.5%左右。

      黑龙江2017年GDP同比增长6.4%为近四年来最高。数据显示近几年黑龙江GDP增幅由2014年增长5.6%至2015年增长5.7%、2016年增长6.1%、2017年增长6.4%呈现平稳向好的趋势。

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      资料图:北京的蓝天。中新网记者 张尼 摄

      未来发展

      ——多地下调GDP目标 布局高质量发展

      记者注意到在中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段的大背景下“推动高质量发展”成为各省份在当地两会上频繁提到的关键词而对于GDP增速不少地方主动下调了预期目标。

      天津2018年的GDP预期目标则由2017年的8%下调至5%。天津代市长张国清在作政府工作报告时表示今年是天津实现从高速增长向高质量发展转变的生死攸关的一年将深入推进供给侧结构性改革依靠创新形成新动能、激发新动力努力实现高质量发展。

      “牢牢把握高质量发展的根本要求在加快发展中补齐短板在提升质量中扩大总量。”甘肃则在政府工作报告中提到全省经济社会发展的主要预期目标是生产总值增长6%左右实际执行时只要经济运行在合理区间也可以低一些。

      山东省省长龚正在政府工作报告中提出2018年山东经济社会发展主要预期目标是地区生产总值增长7%以上并强调高质量发展不为增长速度高低困扰。他指出要深入实施新旧动能转换重大工程推动高质量发展取得显著进展。深化供给侧结构性改革重点在“破”“立”“降”上下功夫。设立6000亿元新旧动能转换基金。

      辽宁则从十个方面部署了2018年政府重点工作狠抓深化改革、狠抓全面开放、狠抓优化营商环境等位列其中。

      中国国际经济交流中心副总经济师徐洪才对中新网记者表示新时代的根本特征之一就是追求高质量发展。下调GDP增长目标体现出淡化GDP更注意增长质量与效益的导向。中央经济工作会议提出要加快形成推动高质量发展的指标体系在此背景下单一的经济增长指标的重要性正在下降地方政府不必过于在意GDP忙于搞“GDP竞赛”从而有助于减少造假与掺水的冲动。(完)

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