機(jī)器人感知與控制是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化作業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)。機(jī)器人需要感知周圍環(huán)境和識(shí)別作業(yè)對(duì)象,從二維到多維信息的感知和融合,實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的環(huán)境感知和目標(biāo)識(shí)別,充當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)“眼睛”。感知環(huán)境之后,結(jié)合智能規(guī)劃決策和自適應(yīng)控制等方法,像“大腦”一樣為機(jī)器人系統(tǒng)提供最恰當(dāng)?shù)目刂泼?,以使得機(jī)器人做出相應(yīng)的動(dòng)作和反應(yīng)。
近年來(lái),隨著深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、智能控制等技術(shù)的快速發(fā)展,機(jī)器人的智能感知與自主作業(yè)的水平也在迅速提升。
作為“陸地上的機(jī)器人”,無(wú)人駕駛也在近幾年發(fā)展迅速。
無(wú)人駕駛系統(tǒng)的核心可以概述為三個(gè)部分:感知、規(guī)劃和控制。其中感知系統(tǒng)作為無(wú)人車的“感官”,起到了感知理解周圍環(huán)境的關(guān)鍵作用,是車輛自主行駛的基礎(chǔ)與前提。
目前,除特斯拉以純視覺技術(shù)路線為主外,主流的自動(dòng)駕駛感知架構(gòu)大多采用多傳感器融合的方案,即通過融合激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、相機(jī)等多種傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)獲取周圍環(huán)境信息,如:障礙物的位置,速度以及可能的行為,可行駛的區(qū)域,交通規(guī)則等等。
其中,相機(jī)、攝像頭等傳感器為載體的視覺感知,被視作自動(dòng)駕駛的核心能力。
隨著自動(dòng)駕駛對(duì)語(yǔ)意、幾何感知的需求的增長(zhǎng),視覺感知也起到越來(lái)越關(guān)鍵的作用。和其他傳感器相比,攝像頭在獲取語(yǔ)意信息上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),有比毫米波雷達(dá)高得多的像素密度。同時(shí),通過先進(jìn)的算法,攝像頭也可以精確的測(cè)量周圍環(huán)境中的物體位置,同時(shí)通過傳感器融合減少誤解和漏檢,極大的提高感知在幾何和語(yǔ)意信息的準(zhǔn)確度。
有了“感知”作為自主行駛的基礎(chǔ)與前提,自動(dòng)駕駛汽車與非自動(dòng)駕駛汽車的另一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別在于汽車是否能自主控制一些關(guān)鍵的駕駛功能,如轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng)。在自動(dòng)駕駛級(jí)別劃分中,1-3級(jí)也是逐漸從信息交互、協(xié)同感知,再到最后的協(xié)同決策與控制,決策與控制系統(tǒng)是汽車中實(shí)時(shí)性和可靠性要求最高的系統(tǒng)。
近年來(lái),人工智能技術(shù)的發(fā)展也對(duì)無(wú)人駕駛系統(tǒng)的協(xié)同作業(yè)、互操作、自主決策、集群控制算法等方面提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐,使得無(wú)人系統(tǒng)具備復(fù)雜場(chǎng)景下的自主作業(yè)能力。
目前行業(yè)也在積極探索人工智能在智能機(jī)器視覺感知和控制技術(shù)等領(lǐng)域的賦能作用,其中王耀南院士便是其中的佼佼者。王耀南院士,中國(guó)工程院院士,機(jī)器人技術(shù)與智能控制專家,湖南大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,機(jī)器人視覺感知與控制技術(shù)國(guó)家工程研究中心主任,瀟湘實(shí)驗(yàn)室主任,湘江時(shí)代機(jī)器人研究院院長(zhǎng)。
長(zhǎng)期從事智能機(jī)器感知與控制技術(shù)及工程應(yīng)用方面的教學(xué)科研工作,四十多年,潛心鉆研,主持完成國(guó)家重大科技和國(guó)防裝備研制等項(xiàng)目,突破國(guó)家重大工程高性能裝備制造的精密測(cè)量、高效加工、協(xié)同控制三大關(guān)鍵技術(shù)。
主持建成機(jī)器人視覺感知與控制技術(shù)國(guó)家工程研究中心、國(guó)家高效磨削數(shù)控工程技術(shù)研究中心,推動(dòng)了我國(guó)制造業(yè)向高端智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。成果獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、國(guó)際IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化領(lǐng)域“工業(yè)應(yīng)用最高獎(jiǎng)”,省部級(jí)一等獎(jiǎng)12項(xiàng)。發(fā)表國(guó)際IEEE等SCI論文200余篇,出版機(jī)器人感知與智能控制等著作15部。
7月1日,在由長(zhǎng)沙市人民政府、湖南湘江新區(qū)管理委員會(huì)指導(dǎo),長(zhǎng)沙市工業(yè)和信息化局、低速無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦的“2024第四屆低速無(wú)人駕駛場(chǎng)景生態(tài)共建拓展大會(huì)”上,王耀南院士將帶來(lái)《視覺感知與控制技術(shù)》的主題演講,敬請(qǐng)期待!
