华理团队研发出“适应于未知环境探测的智能无人系统”——

《新民晚报》让无人车在复杂环境 耳聪目明 身手不凡

稿件来源:党委宣传部   |作者:张炯强   |摄影:   |编辑:   |浏览量:395

无论是坑洼不平、灌木丛生的荒地,还是土丘遍布的山坡,抑或是突发爆炸毒害未知的灾后现场,只要装备上这套系统,无人小车就可以熟练流畅地克服一个个路障,或避让,或前行,顺利到达指定的目的地。如果再搭载上外部环境测量传感器(例如土壤成分分析仪、温湿度测量仪等)、小型机械臂以及各类采样取样装置,无人小车还可以完成更加丰富而复杂的任务,包括未知环境探测、环境采样、应急救援与危险物品拆除等等。

无人小车这身“功夫”从何而来?原来,华东理工大学机动学院易建军教授团队不久前研发出“适应于未知环境探测的智能无人系统”。装备上这套智能无人系统后,无人小车不仅“耳聪目明”,而且“脑瓜灵活”“身手非凡”。

到目前为止,包括为人所熟知的无人驾驶机动车、工厂AGV(Automated Guided Vehicle,简称“AGV”)物流搬运车在内,大多数无人车的定位导航都是基于结构化的场景。简单地说,城市道路、高速公路以及停车库等等,都有标准的车道线、详细的道路指示信息,如左转右转标志、车位标志等等,这些信息就构成了一个标准化场景,让无人驾驶能在它的指引下,做到有迹可循。易建军团队研发的这套系统,解决的却是让无人小车在非结构化的场景下行驶的问题。这个难度就高多了,对无人车智能化程度的考验也大大增强。试想一下,在真实的野外场景中,没有标准道路,“看”环境里有什么障碍,“判断”哪些区域可以通行,“知道”怎样设计路线避开陡坡、坑洼,这些都要无人车“自力更生”去“思考”和“行动”。

为此,易建军教授课题组首先是让无人车“知己知彼”。就像人类需要眼、耳、鼻、舌等感官来感知外部环境一样,无人车也同样需要自己的“感觉器官”。研究人员为无人车安装了双目相机、激光雷达以及IMU(惯性测量单元)模块,使它能“看见”外界的环境,“感知”场景距离,感受自身的运动。当人类突然被抛到一个陌生环境,下意识要环视四周,了解周围环境和自己的位置。无人车也同样要先了解自己的周边环境,知道自己在这个环境下的位置和自己的姿态。这就是自主定位与场景重建这个功能要发挥的作用。在这套系统里,易建军教授课题组采用了slam技术(Simultaneous localization and Mapping,意即“即时定位与地图构建”),对双目视觉结果、多线激光雷达与IMU模块等采集的数据,进行分析汇总和图像化,实现高精度的地图构建与自身位姿估计。此后,要安全到达指定位置或者安全地探索环境,就需要无人车完成导航与避障工作了。

“目前的无人车大多数是基于二维平面上的导航,假设的前提是,无人车在相对平坦、没有坑洼的地面上运行,但其实现实环境没有这么简单和单纯。”易建军教授说,针对野外路径崎岖的非结构化场景,他们研发的系统采用3D导航与局部避障技术,与传统的二维导航相比,对野外场景更适应。

研究团队正在不懈努力,希望能够让无人车系统很快就在农业植保、危险环境救援、野外环境构建、环境感知等领域大显神威。

原文来源: 新民晚报  |  发表时间:2020-09-15  | 作者:张炯强
原文链接: https://paper.xinmin.cn/html/xmwb/2020-09-15/8/81045.html
发布时间:2020年09月21日