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精准定位导航,Mid-360 成机器人感知的“神助攻”

转载 2024-08-26 09:05 Mid-360 来源:Mid-360

近日,全国大学生机器人大赛“RoboMaster 2024 机甲大师超级对抗赛·全国赛”收官(以下简称机甲大师赛)。机器人激烈对战的同时,搭载在机器人身上的激光雷达也十分抢眼。

这些激光雷达正是来自于 Livox 览沃。凭借高性能、低成本、小体积等优势,Livox览沃多款 3D 激光雷达已经成为机器人的重要感知模块。44 支参加 2024 机甲大师赛复活赛&全国赛的队伍中,有 43 支队伍的机器人使用了览沃的 Mid-360 激光雷达。

赛场地形复杂,视野有限

机甲大师赛的比赛区域为 28 米 x 15米,最大坡度达 36°,最窄通道仅 55 厘米,斜坡、高台、隧道等地形高低起伏,变化多端,视野有限。

所有参赛机器人均由参赛队伍自主研发,红蓝双方操作手通过第一人称视角远程操控机器人,比赛时间内,先摧毁对方基地的队伍将获得胜利。

无论是比赛场地还是赛制,都对机器人的运动控制、机械设计、环境感知等多项能力提出较高的要求。

RoboMaster 机甲大师赛 2024 赛季场地渲染图

四大优势

Mid-360 成哨兵机器人首选传感器

考虑到比赛场地高低错落,机器人需要快速反应并行动等情况,3D 激光雷达成为了选手们的最佳选择。

3D 激光雷达能够提供全方位的环境感知,并具备高精度的特点,这对哨兵机器人的自主巡航和动作决策都非常关键。

哨兵机器人点云效果

“Mid-360 性价比高,在同类 3D 激光雷达中是最好的选择”多支参赛队伍表示。

相较于传统的 360° 16 线或 32 线机械式激光雷达,Mid-360 拥有更小的体积、更低的成本、360° x 59° 超广视场角。赛场上,哨兵机器人仅凭一颗 Mid-360 ,便能覆盖四周全视场角,感知三维空间信息。

上海交大哨兵机器人搭载了两个Mid-360 激光雷达

激烈的赛场上,Mid-360 还展现出优秀的可靠性和稳定性。多支参赛队伍表示,在上百场高强度比赛中,除了被弹丸击中可能导致雷达外观损坏之外,机器人没有出现过点云无法使用等功能异常情况。

在 Mid-360 的助力下,哨兵机器人拥有优秀的环境感知能力,能够快速移动并击毁前哨站。这也是比赛制胜战术策略之一:率先攻下对方前哨站,为团队赢得比赛奠定坚实的基础。

辅助定位和感知

Mid-360 多种类机器人应用

在 Mid-360 激光雷达成功应用于哨兵机器人后,参赛队伍还将雷达部署到其他兵种的机器人上,以增强定位和环境感知能力。

2024 年赛季的季军获得者东北大学,今年率先将 Mid-360 激光雷达安装到英雄机器人上。此前,东北大学的英雄机器人主要依赖单目视觉辅助定位,但单目视觉系统定位准确性较差,对远距离目标物体定位尤为不准。

东北大学英雄机器人红圈内为 Mid-360 激光雷达

英雄机器人是唯一能够发射 42mm 弹丸的机器人,在比赛中至关重要。其打击力度远超其他机器人,充分操作好英雄机器人将对方目标物造成更大的威胁。

在英雄机器人上安装 Mid-360 进行辅助定位后,操作手可更快地操控机器人前往目标地点进行狙击,提高机器人的反应速度。

东北大学英雄机器人红圈内为 Mid-360 激光雷达

此外,借助 Mid-360 “小到极致”和内置 IMU 传感器的优势,今年有三支参赛队伍还将其用于空中机器人(自组无人机),让空中机器人在无 GPS 的室内环境下也能拥有精准的定位和较高的稳定性,从而降低了弹丸瞄准难度。

深圳大学空中机器人红圈内为 Mid-360 激光雷达

开源算法

快速构建解决方案

为了节省团队的开发时间和成本,Livox 提供大量开源算法资源供开发团队学习与使用,参赛队伍基于对这些算法的二次开发,可以快速构建出属于自己的解决方案。

部分 Mid-360 开源算法:

Livox LIO(LiDAR-Inertial Odometry): 

https://github.com/Livox-SDK/LIO-Livox?tab=readme-ov-file

Swarm-LIO2(LiDAR-Inertial Odometry):

https://github.com/hku-mars/Swarm-LIO2

R3LIVE: 

https://github.com/hku-mars/r3live

RoboMaster机甲大师赛是全国大学生机器人大赛旗下赛事之一,也是全球首个射击对抗类机器人比赛,比赛融合了“机器视觉”、“机器控制”、“自主导航”等多项机器人相关技术学科,目前,大赛已成为 400 余所高校的竞技舞台,向社会输送了 5 万名青年工程师。

Mid-360 是 Livox览沃旗下一款混合固态激光雷达,产品在实现强大性能的同时,更保持着小巧的的体积。此外,Mid-360 还具备 360°x59° 的超广 FOV 优势,能感知三维空间内的更多信息,力保作业现场的安全高效运行。

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