自主移動(dòng)機(jī)器人能夠感知的越多，它的性能就會(huì)越好。每個(gè)傳感器的視野越大，解決方案就越實(shí)用。

來(lái)自美國(guó)DreamVu Inc.首席技術(shù)官馬克·戴維森（Mark Davidson）看法；

如果機(jī)器人無(wú)法感應(yīng)到它，它將無(wú)法對(duì)其進(jìn)行處理。無(wú)論是一個(gè)人，另一個(gè)正在接近的AMR，還是一個(gè)影響正在穿越的地形的物體，對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，全面了解情況都是非常重要的。但是，這可能是不切實(shí)際的，這是因?yàn)椴牧锨鍐纬杀?，傳感器和接線過(guò)多的重量，車載計(jì)算機(jī)沒(méi)有足夠的可用輸入，或者由于準(zhǔn)備，縫合，融合和/或同步所有軟件所需的軟件開(kāi)銷傳感數(shù)據(jù)。

最大化感測(cè)范圍的傳感器的概念是具有邏輯意義的概念。然而，我們看到有如此多的傳感器被用作“實(shí)際”的有限的感測(cè)場(chǎng)。圖1是用于模擬大型視場(chǎng)傳感器的多個(gè)立體視覺(jué)傳感器的示例。

圖1：三個(gè)普通的立體攝像機(jī)相結(jié)合，覆蓋了AMR的整個(gè)向前運(yùn)動(dòng)范圍。綠色代表深度場(chǎng)，黃色代表RGB場(chǎng)，紅色代表盲點(diǎn)。

通常，當(dāng)需要較大的感應(yīng)場(chǎng)時(shí)，可以考慮使用LiDAR。盡管LiDAR確實(shí)提供了很大的水平感測(cè)場(chǎng)，但它卻以垂直感測(cè)場(chǎng)為代價(jià)。除非系統(tǒng)當(dāng)然可以負(fù)擔(dān)得起3D LiDAR，否則即使如此，感測(cè)領(lǐng)域還是有限的。參見(jiàn)圖2。

圖2：垂直視野的示例。頂部代表標(biāo)準(zhǔn)立體攝像機(jī)和3D LiDAR。底部代表2D LiDAR。紅色形狀表示超出感應(yīng)范圍的物體。

經(jīng)常選擇LiDAR的另一個(gè)原因是距離范圍和準(zhǔn)確性。無(wú)疑，這是事實(shí)。但是，由于LiDAR是掃描傳感器，因此在垂直掃描線之間以及在水平掃描期間可能缺少大量的上下文理解。

現(xiàn)在讓我們考慮一個(gè)立體視覺(jué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅具有較大的水平視場(chǎng)，而且還具有較大的垂直視場(chǎng)。我并不是說(shuō)這是一個(gè)完美的傳感器。但是，它確實(shí)具有一些屬性，可以通過(guò)提供較大的感應(yīng)場(chǎng)來(lái)簡(jiǎn)化傳感器堆棧。

首先，讓我們介紹一下一個(gè)想法，即立體深度相機(jī)最多可具有360°的水平視場(chǎng)，而垂直方向的視場(chǎng)大于100°。此外，該立體攝像機(jī)的最小深度距離為零-這意味著該攝像機(jī)周圍的任何地方以及從地板到天花板的大視野內(nèi)都沒(méi)有盲點(diǎn)。由于采用了創(chuàng)新的光學(xué)設(shè)計(jì)，因此沒(méi)有活動(dòng)部件，因此只需要一個(gè)CMOS傳感器。

當(dāng)我們從具有這些屬性的立體攝像機(jī)開(kāi)始時(shí)，像障礙物檢測(cè)這樣的任務(wù)就變得容易得多。盡管很少有機(jī)器人設(shè)計(jì)可以充分利用整個(gè)360°水平FoV，但從過(guò)多的FoV入手并通過(guò)軟件命令將其減小，要比嘗試通過(guò)多個(gè)立體攝像機(jī)和拼接來(lái)增加FoV更為直接。圖3顯示了在AMR的相對(duì)角上使用其中兩個(gè)立體攝像機(jī)的配置，其有效負(fù)載位于頂部平臺(tái)上?，F(xiàn)在，只需使用兩個(gè)攝像頭，該機(jī)器人就可以對(duì)周圍的情況有完整的了解。現(xiàn)在，機(jī)器人可以同樣好地進(jìn)行前進(jìn)和后退操作。機(jī)器人知道障礙物是否從任何方向接近；它會(huì)知道是否有任何東西從有效載荷上掉下來(lái)。

圖3：兩個(gè)大型視場(chǎng)立體攝像頭完全圍繞AMR提供全面的態(tài)勢(shì)感知

圖4顯示了垂直FoV的好處。可以輕松檢測(cè)到地面上或AMR上方懸掛的小障礙物?？傮w而言，這意味著將檢測(cè)到任何可能干擾AMR的障礙物。

圖4：垂直FoV在檢測(cè)AMR加有效載荷高度范圍內(nèi)從地板到懸空的障礙物時(shí)的優(yōu)勢(shì)

此配置對(duì)于映射也很有用。障礙物檢測(cè)數(shù)據(jù)可以與大多數(shù)SLAM算法兼容的2D或2.5D格式傳輸。而且，它是向3D映射遷移的價(jià)格合理且易于使用的解決方案，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，并有望在2021年晚些時(shí)候得到更廣泛的采用。

我們可以認(rèn)為這是一個(gè)理想的解決方案，但即使是這些立體攝像機(jī)也無(wú)法完成所有工作。為了獲得安全認(rèn)證或在低環(huán)境照明下運(yùn)行，可能需要使用LiDAR。但是前提仍然有效。大型FoV立體攝像機(jī)可以大大簡(jiǎn)化任何機(jī)器人的傳感器堆棧，尤其是AMR。

這臺(tái)立體攝像機(jī)正在展示什么？它實(shí)際上是DreamVu，Inc.的全向立體聲深度相機(jī)系列。PAL和PAL Mini均使用創(chuàng)新的光學(xué)器件和高效計(jì)算軟件來(lái)消除所捕獲的立體聲圖像的扭曲，因此沉浸式和密集立體聲RGB對(duì)可用于AI算法，例如對(duì)象識(shí)別。如此一來(lái)，借助全面的占用地圖，就可以有效地執(zhí)行障礙物檢測(cè)和避障（ODOA）。因此，可以在每幀中生成完整的3D點(diǎn)云，以進(jìn)行數(shù)字孿生和3D映射。

沒(méi)有完美的傳感器，但是依靠大型FoV立體攝像機(jī)提供了一個(gè)簡(jiǎn)化傳感器堆棧并幫助提高對(duì)機(jī)器人的上下文理解的絕好機(jī)會(huì)。大型FoV立體攝像機(jī)即使在沒(méi)有紋理的普通墻壁上也不會(huì)上當(dāng)。更少的傳感器意味著更簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)和更多的正常運(yùn)行時(shí)間。

圖5：PAL和PAL Mini全向立體聲深度攝像機(jī)