Verhindern Sie, dass sich Ihre Roboter verirren - Gausium Markerfreies Decken-Vision-Lokalisierungssystem

01. Beschränkungen herkömmlicher Lokalisierungsmethoden für Innenräume

Für mobile Serviceroboter in Innenräumen war es schon immer ein zentrales Problem, eine robuste Lokalisierung bei der Navigation zu erreichen, da das GPS in Innenräumen aufgrund des Verlusts des Satellitensignals nicht gut funktioniert.

Herkömmliche laserbasierte SLAM-Systeme (Simultaneous Localization and Mapping) können in einfachen Umgebungen, die keine hohe Lokalisierungsgenauigkeit erfordern, zuverlässig arbeiten. In komplexen und dynamischen Umgebungen wie großen Einkaufszentren, Supermärkten und Fabriken stößt dieser Ansatz jedoch an seine Grenzen. Wenn sich das Layout des Geländes über Nacht stark verändert oder die Umgebung leergefegt ist und es keine reflektierenden Oberflächen gibt, können die Laserdaten allein theoretisch keine wirksamen Einschränkungen zwischen der aktuellen Flugbahn und der historischen Karte schaffen, was dazu führt, dass sich der Roboter verirrt und gegen Objekte stößt, wenn er dieselbe Szene erneut besucht.

Gängige bildverarbeitungsbasierte SLAM-Systeme können dagegen eine hochgenaue Lokalisierung ermöglichen. Der Roboter trägt Kameras und erkennt natürliche Landmarken (z. B. Wände, Ecken) oder künstliche Landmarken (z. B. QR-Codes), um sich selbst zu lokalisieren. Nachteilig ist, dass bildverarbeitungsbasierte Methoden rechenintensiver und teurer sind und aufgrund von Beleuchtungsschwankungen und Umgebungsveränderungen unzuverlässig sein können.

Die oben genannten Lokalisierungsmethoden sind daher für kommerzielle Bodenreinigungsroboter, die lange Zeit in dynamischen Umgebungen hin und her fahren müssen, unzuverlässig, was höhere Anforderungen an die Robustheit des Lokalisierungssystems stellt.

02. GausiumDie Lösung: Marker-freie Decken-Vision-Lokalisierung

Um eine zuverlässige Lokalisierungslösung in komplexen und dynamischen Innenraumumgebungen zu bieten, hat Gausium eine Lösung für die auf der Sichtprüfung der Decke basierende Lokalisierung entwickelt, bei der eine nach oben gerichtete, am Roboter montierte Kamera verwendet wird, um die Merkmale der Decke für die Kartierung und Lokalisierung zu extrahieren. Denn in Innenräumen ist die Deckenebene relativ einfach und stabil und frei von dynamischen Störungen wie sich bewegenden Personen oder Objekten.

Markerfreie Lokalisierung

Im Gegensatz zu herkömmlichen Deckensichtlösungen, bei denen Positionsmarkierungen an der Decke angebracht werden müssen, benötigt das Deckensicht-Lokalisierungssystem von Gausiumkeine speziell angebrachten künstlichen Landmarken wie QR-Codes, was viel Zeit und Mühe spart. Der von Gausium entwickelte Algorithmus zur Merkmalsextraktion ermöglicht es dem Roboter, die visuellen Merkmale der Decken wie Rohre, Lichter, Quadrate, Kurven usw. zu erkennen und sie als natürliche Landmarken für die Lokalisierung zu verwenden. Der Algorithmus überwindet auch das Manko der Anfälligkeit für Beleuchtungsänderungen bei herkömmlichen SLAM-Algorithmen auf der Basis von Bildverarbeitung und ermöglicht eine genaue Lokalisierung in einer Vielzahl von Innenräumen während des Tages.

Automatische Kartenaktualisierung

Die Benutzer müssen sich keine Gedanken über die Unvollständigkeit der Karte während des ersten Scans machen. Das auf dem Deckenbild basierende Lokalisierungssystem Gausium bietet eine automatische Wartung der Deckenbildkarte während der gesamten Arbeitszeit des Roboters. Wenn der Roboter zu einem zuvor nicht abgedeckten Bereich fährt, wird der fehlende Teil automatisch abgedeckt und der Karte hinzugefügt. Dieser Vorteil ergibt sich aus dem langfristigen Lokalisierungs- und Kartierungsschema des laserbasierten SLAM-Systems vonGausium.

Integration mit dem laserbasierten System

Um die Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit der Roboter zu verbessern, hat Gausium ein System entwickelt, das die auf dem Deckenbild basierenden und die laserbasierten Lokalisierungssysteme zusammenführt. Die beiden Systeme können entweder unabhängig voneinander oder in Verbindung miteinander arbeiten. Solange die Wahrnehmung einer Szene durch eine Sichtmodalität mit der einer Lasermodalität übereinstimmt, werden während der Aufgabe des Roboters Einschränkungen festgelegt, um eine höhere Genauigkeit der Lokalisierung in einer komplexen und dynamischen Umgebung zu gewährleisten.

03. Hohe Verlässlichkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit

Um den Einsatz weiter zu vereinfachen, ist es Gausium gelungen, das Deckensicht-Lokalisierungssystem absolut narrensicher zu machen. Das System kann einfach durch die Nachrüstung einer kostengünstigen, nach oben gerichteten Kamera am Roboter Gausium aktiviert und problemlos auf größere Bereiche ausgeweitet werden - ein echtes Plug-and-Play-System.

Das Deckensicht-Lokalisierungssystem wurde bereits erfolgreich in mehreren Gausium Robotermodellen implementiert, wie z. B. Vacuum 40 und Scrubber 50implementiert und bietet eine robuste, sichere und zuverlässige Lokalisierung für Tausende von Anwendungen auf der ganzen Welt. Die Benutzer müssen die Karte nicht mehr bei jeder Änderung des Layouts des Standorts manuell aktualisieren oder sich Sorgen machen, dass ihre Roboter in temporäre Unordnung und neue Kabinen laufen.

Über Gausium

Gausium (alias "Gaussian Robotics") wurde 2013 von Edward CHENG aus seiner Leidenschaft für autonomes Fahren heraus gegründet. Es begann als Anbieter von SLAM-Lösungen (gleichzeitige Lokalisierung und Kartierung) und integrierter Robotiksoftware. Heute ist Gausium ein führender Anbieter von KI-gesteuerten autonomen Reinigungs- und Servicerobotern mit dem derzeit umfangreichsten kommerziellen Reinigungsbot-Portfolio der Welt. Derzeit umfassen die Produkte und Dienstleistungen von Gausiumgewerbliche Bodenreinigungsroboter, Lieferroboter für den Innenbereich und ergänzendes Zubehör wie Docking-Stationen, Cloud-Plattform und Anwendungssoftware.