进入机器人无人机领域，你会遇到哪些常见难题？

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进入机器人无人机领域，你会遇到哪些常见难题？

编辑：OAK中国
首发：oakchina
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前言

Hello，大家好，这里是OAK中国，我是助手君。

今年小米秋季新品发布会上，压轴的CyberDog（中文名“铁蛋”）仿生四足机器人无疑让不少人眼前一亮。

不过“铁蛋”的出现也引出了小米的一条新战略方向——仿生机器人，为此小米正式成立机器人实验室。

而小米对机器人领域的涉足只是众多大厂的一个缩影。

近年来，以及有不少互联网大厂开始目光投入到机器人领域，腾讯在张正友博士领导创建了腾讯Robotics X实验室，阿里巴巴在第12届云栖大会上发布了用于实现“最后一公里的”自动物流机器人“小蛮驴”，百度的Apollo汽车机器人等等。

巨头们的青睐无疑暗示着这一领域的潜力和价值。

如果作为一个想分一杯羹的“萌新”，你要从而下手？

首先，进入一个新领域多多少少都会有一定的门槛，我罗列了一些基本痛点问题。

1.政策限制和资源匮乏导致不少芯片停产

今年芯片短缺的情况可以说是牵动了全球，有许多老牌产品退出市场，比如Intel计划停产RealSense。事实上，小米才发布的“铁蛋”机器狗，使用的正是这一系列产品。

业界不少人士对这一行情持消极看法，意法半导体CEO更是表示，2023年上半年前不会恢复正常。

所以，在你开始实践你的项目时，你可能会遇到特别现实的问题——没有芯片！

甚至在之前，还有另一个重要的问题——你怎么选择一款合适的芯片？相信我，这也绝对会花掉你不少时间。

2.令人头疼的算力

像机器人、无人机这类产品自身空间狭小，不可能放个大型主机上去，而树莓派这类小型主机算力又不够强大。这就导致了想要既进行神经网络推理又要深度计算很困难，再加上其他的固有操作就难上加难。

3.无人机航迹绘制依赖与GPS问题

通常无人机航迹绘图依赖于GPS等外部定位方式，无法适应室内环境或是GPS无法覆盖的户外区域。军用级产品对此的解决方案是配备独立导航系统，比如俄罗斯的ZALA无人机。但个人或企业要解决这一问题，投入的时间成本将不容小觑。

4.智能化难题

目前常见的机械手臂或是物流机器人还只能算是一台自动化设备，智能化程度不够导致在多场景运行下反应能力不足。只有加入了人工智能技术，做到自我感知、学习、决策才是一台真正的机器人。

例如：一台拥有自主建图、跟踪、避障等功能的智能无人机需要：一个深度相机、一个双目相机、一个单目摄像头、一台激光雷达等模块，除此之外。这台无人机还需要进行神经网络推理。

5.碎片化的产品

市面上常见的设备通常功能单一，需要购买许多外接模块组合在一起。如果你的项目比较复杂，那么前期整合这些模块，并使他们运行正常将会是个大工程。

如果看到这里，你还没有被这些难题劝退，那么恭喜你，因为下面就是针对这些现实难题提出的解决方案。（顺便打个广告）

需要说明的是，这一解决方案是基于OAK这一智能化硬件。如果你对OAK还不了解，可以看这篇文章OAK中国：首款开源软硬一体OpenCV AI Kit - DepthAI介绍

或者通过下面这个视频了解一下↓

2分钟认识OAK这个人工智能套件外挂

首先，OAK是一款新生的产品，活力十足，功能强大而且还在不断的增强，所以你完全不用担心停产或没有技术支持等问题。

其次，OAK的集成度非常高。

1. 自带双目相机探测深度，实现精准目标定位。
2. OAK搭载Intel Myriad X芯片，算力达到了4TOPS，所有的神经网络推理、深度计算都在这款芯片中实现，从而摆脱主机性能限制。
3. 搭载IMU，OAK可以实现slam建图。 完善的C++/Python API库，轻松上手操作OAK。
4. 特别要提到的一点是，OAK是依靠图像数据进行神经网络推理绘制运行轨迹的，在这一点上可以使无人机摆脱对GPS的依赖，能够在无GPS信号的区域绘制轨迹图。

OAK的高度集成使它可在任意环境下，实现slam建图，规划路线，绘制运行轨迹、目标识别、目标追踪、智能避障。这一种综合应用，一台OAK就完成了。同时这也使得OAK的可移植性非常高，不需要考虑模块之间是否存在冲突问题。

OAK拥有不同类型以供选择，用户可以根据需求来选择合适的OAK。

比如针对智能驾驶应用场景，OAK可以提供：

OAK与其他产品对比

硬件对比

RGB相机	Framerate	Resolution	Field of View	Shutter Type
OAK-D	60fps	12mp	81° DFoV – 68.8° HFoV	Rolling Shutter
D435i	30fps	2mp	87° DFoV – 58°HFoV	Rolling Shutter

双目相机	深度帧率	最小深度距离	深度视场 (FOV)	Shutter Type
OAK-D	120fps	20cm	81° x 71.8°	Global Shutter
D435i	90fps	28cm	87° x 58°	Global Shutter
T265	-	-	163±5° FOV	Global Shutter

设备	处理器型号	IMU
OAK-D	英特尔® Movidius™ Myriad™ X VPU	BNO080 IMU (9-axis sensor )
D435i	英特尔® 实感™ 视觉处理器 D4	BMI055 IMU (6-axis)
T265	英特尔® Movidius™ Myriad™ 2.0 VPU	BMI055 IMU (6-axis)

Myriad 2.0 VPU，视觉处理单元经过优化，可在低功耗下运行V-SLAM。

Myriad X 是基于 Myriad 2 处理器发布的又一新产品。Myriad X 在同样功耗条件下提供 Myriad 2 十倍的深度神经网络（DNN）性能。

Myriad X 的强大之处在于引入了被称之为神经计算引擎的新结构，这是一种片上 DNN 加速器。在该组件的帮助下，Myriad X 可以在 Myriad X 理论计算能力 4+ TOPS 的基础上达到超过每秒万亿次（TOPS）的 DNN 峰值吞吐量。

功能对比

设备	神经网络推理	深度感知	slam建图
OAK-D	√	√	√
D435i	×	√	√
T265	×	×	√

在大多数应用场景中，通常将D435i深度相机和T265追踪相机一起搭配使用。这样它们互相弥补了自身的不足。而OAK集成了它们所有的功能，同时还可以进行神经推理。

高仙自主研发的无人驾驶清洁机器人Scrubber75上分别配备了一个深度相机D435i和一个双目鱼眼相机T265采集数据。如果采用OAK将不再需要两台相机。

数千用户已经用OAK实现了他们的应用

四足仿生机械狗

人体姿态控制无人机起飞和降落

超市自动购物车

AI广告机器人

利用OAK实现无人机自主仓库检查

利用OAK-D 实现无人机追踪人体并简单避障

参考资料

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