适合机器运行的物理环境

机器人部分硬件及算法原理介绍

1.SLAM原理：

• SLAM（Simultaneous Localization and Mapping），中文译为同步定位与地图构建，它指的是：机器人从未知环境的未知地点出发，在运动过程中通过重复观测到的环境特征定位自身位置和姿态，再根据自身位置构建周围环境的增量式地图，从而达到同时定位和地图构建的目的。
• 如下图，通俗的来讲，SLAM回答两个问题：“我在哪儿？”“我周围是什么？”，就如同人到了一个陌生环境中一样，SLAM试图要解决的就是恢复出观察者自身和周围环境的相对空间关系，“我在哪儿”对应的就是定位问题，而“我周围是什么”对应的就是建图问题，给出周围环境的一个描述。回答了这两个问题，其实就完成了对自身和周边环境的空间认知。有了这个基础，就可以进行路径规划去达要去的目的地，在此过程中还需要及时的检测躲避遇到的障碍物，保证运行安全。

2.部分硬件介绍

• 豹小秘Mini 室内导航系统采用了多传感器融合，包括低成本激光雷达，RGBD相机，单目相机，红外传感器，温度湿度检测，强大的多传感器融合算法（6轴IMU+轮式里程计、单线激光、Global ShutterMono），配以真视觉系统的导入，采用高性能图像分割、检测分类模型、抗光照特征检测及匹配算法、高精度视觉地图、高成功率视觉重定位模块为豹小秘Mini导航能力的稳定性起到了巨大的推动作用。

1. RGBD深度摄像头：深度传感器，测量距离，获取深度信息，范围1-5米较精确，用于避障。
2. 激光雷达：豹小秘Mini的底盘处装有激光雷达，雷达精度可达5米以上，实时比对实际环境中激光数据图是否跟地图中的吻合，让机器人知道自己在哪里走到了哪里
3. 回充IR原理： 向周围发射红外光，当机器人走到充电桩附近，充电桩就会发出响应信号，慢慢靠近完成充电接入，该技术原理主要用于机器人寻找充电桩，完成自动回充。
4. IMU: 加速度传感器；考虑机器人运动时的惯性以及记录运动姿态（朝向哪个方向）
5. 里程计：记录机器轮子的行进里程

机器人运行环境要求

机器人在开机激活需要地图，创建地图的质量直接影响机器人的运行状态。

1.为什么要建图？

• 机器在使用前需要进行学习，构建“原始地图”，才能根据上述的SLAM等原理找到自己目前处于的位置，实现安全稳定的导航效果。

2.创建地图需要注意的事项

• 机器人平稳运行的面积？

豹小秘mini机器人可平稳运行的建图面积为500㎡内，建图如果超过500㎡，可能会导致建图失败。

• 如何选择充电方式？线充or座充？

如果满足以下条件，推荐用充电桩的方式，可以让机器人更加智能

如果不满足以上条件，则使用线充+地面贴纸定位方式。

3.运行环境建图要求

雷达水平面视野角10m以内(推荐6m以内）有较多明显的标识物，应用场景尽量不要对称，减少地图中的局部相似性。

拥有较大实体面积，平面尽可能平整，不反光、不透光、不严重吸光。

雷达无法识别透明玻璃，反光玻璃和透明玻璃对机器人定位影响很大。

4.禁行线绘制要求

• 绘制禁行线：即绘制禁行区域，为了让机器人规划路线时，避开这些地方。
• 常见的几种需要绘制进行线的场景：无法识别的玻璃门、楼梯口等。
• 特殊注意：mini如果出现异常推动或者转动机器人，可能会造成机器人定位丢失，丢位丢失后，mini会出现盲走情况，盲走时如果未画禁行线容易出现摔机风险。
  • 建议：当遇到地图内有商场扶梯或者楼梯间时，需要以商场扶梯或者楼梯间为圆心，画一个进行网格禁行区域（注意：是网格区域，不是线），圆的半径为机器端设置的定位丢失找回距离一致，分为5m、7m、10m。
• 举例：如果定位丢失走回距离为10米，则需要画的网格进行区域半径为10米，如图：

5.引领导航应避免的环境

• 机器人行进时存在超过10米的长廊
• 行进区域存在密集摆放的细椅子腿
• 人员密集区，比如：人满为患的医院急诊区
• 地图凹凸不平，类似板油路/石子路质感
• 路径中存在低于16.5cm的小型障碍物或存在门槛
• 运动过程中，障碍物突然高速、近距离的出现（出现位置距离机器人不足50cm）
• 有障碍物占用了机器人运动中必经之路
• 有障碍物占用了机器人的导航目标地点
• 行进路线存在“悬崖”状结构：如室内小水池
• 行进路线存在大量透明玻璃墙、玻璃房间等
• 行进路线存在纯黑色地面
• 行进路线存在大摩擦力的地毯，如较厚地毯
• 行进路线存在过于光滑地面，如大量涂油地坪漆
• 机器人在超空旷的环境（机器人距离其四周最近的障碍物超过15m），如礼堂舞台 等

常见问题可能原因及解决方案

1.定位漂移

• 可能原因
  • 异常推动及转动机器人
• 解决方案
  • 重启机器

2.定位丢失：

• 问题原因
  • 切换地图后未进行重定位
  • 导航出了地图外
• 解决方案
  • 尝试手动将机器推回至充电桩的位置，定位成功后会界面展示或语音提示“定位成功”
  • 原地重启后开机自动重定位（注意：重启过程中不要移动机器位置）

3.无法行走到某一地点

• 可能原因
  • 机器定位丢失
  • 机器周围有障碍物
  • 目标点位置有障碍物
• 解决方案
  • 检查机器定位情况
  • 检查机器周围是否有障碍物
  • 检查标点位置是否有障碍物

4.无法运动

• 可能原因
  • 紧急停止按钮被按下
  • 机器人轮子缠绕有异物
  • 定位丢失
• 解决方案
  • 紧急停止按钮被按下，请将紧急停止按钮悬起。
  • 机器人轮子缠绕有异物，请关机后进行清理。
  • 定位丢失，尝试手动将机器推回至充电桩的位置，定位成功后会界面展示或语音提示“定位成功”

5.导航速度设置

• 在机器人后台应用设置中，可对导航、引领等功能速度进行调控。