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重磅丨Segway Robotics團隊獲IROS 2019賽事單項冠軍

別愛我,沒結果,除非比賽贏過我。

——By我司算法工程師


眾所周知,我司(九號機器人)作為一家技術驅動型公司,有一項福利就是提供參加頂級會議的機會。因此,我司Segway Robotics團隊去澳門參加了今年的IEEE智能機器人與系統國際會議(IROS),同時還參加了今年在IROS期間舉辦的Lifelong SLAM挑戰賽。沒想到,一不小心就獲得了競賽冠軍,amazing!

 

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 機器人領域最厲害的學術會議就是ICRA和IROS了,IROS成立于1988年,每年舉辦一次,目前已經舉辦到32屆,在機器人圈極具影響力,堪稱機器人和智能系統領域最著名、影響力最大的頂級年度會議。

 

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每年IROS開幕時,四海八荒的機器人大佬都會齊聚一堂,交流思想+逛展+招人,今年大會的主題是「機器人連接人類」,有4000多名大佬參加,據我們參加IROS的陳壯士說,大佬們在虛擬的世界無盡風騷,沒想到線下面基并不氣傲心高,嘮嗑遇到難題時還能相互支招,來自不同國家的大家最后都能成為莫逆之交。


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除了暢談和展示最新機器人研究成果,IROS還會舉辦機器人比賽,以更為直接而又輕松的方式展現機器人的魅力。2017年,IROS比賽比拼的是人形機器人應用,去年IROS競賽比拼移動操作機器人,今年的機器人挑戰賽則聚焦機器視覺前沿領域,旨在通過比賽探索,賦予AI終生學習能力。

 

代替人類從事繁重、危險的工作,一直是機器人研究的終極目標。機器人在現實環境中具有實用性,必須要響應和適應人類與環境的變化,而機器人的「眼睛」——機器視覺,可以通過光學裝置和傳感器讓機器人通過圖像認知周圍環境,并做出相應的判斷和決策。

 

今年的IROS機器人挑戰賽有兩項,Lifelong SLAM - 適應場景變化的定位算法競賽就是其中之一,比拼的是機器人通過視覺進行持續自我定位的能力。看不太懂?我們慢慢說。

 

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SLAM全稱“同時定位與建圖”,旨在使機器人在移動過程中能夠自主估計自身所處的位置和姿態,是機器人領域的核心問題之一。通俗一點來說,SLAM指的是當機器人來到一個完全陌生的環境時,它需要精準地建立時間和空間的對應關系,并能完美地知道:我剛才在哪里,現在在哪里?我看到了什么,現在看到的和之前看到的有什么不一樣?我剛走過的軌跡抖嗎,我現在的位置飄嗎?如果我迷路了我該怎么辦,我還能追蹤到自己的軌跡嗎?

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一般大家研究SLAM往往著重考察機器人在靜態環境中或在包含某些明顯動態特性(例如移動人和物體)場景中的定位精準度,而忽視場景變化帶來的定位失敗和錯誤匹配問題。

 

例如,在家庭場景中,大多數物品是可移動、可變形的,同一個客廳第二天經過整理,機器看到的世界和第一天相比已經發生了巨變,此時SLAM能否重定位成功?這種動態變化對機器(重新)定位的魯棒性和地圖的可重用性構成了挑戰。

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因此,本次比賽提出定位成功率這一指標,著重考察SLAM算法能否在視角、光照和場景布置發生變化時穩定識別自身位置,從而支持機器人的長期部署

 

為配合本賽事,研究人員制作發布了全新的SLAM數據集——OpenLORIS-Scene。與以往SLAM數據集相比,OpenLORIS-Scene中包含的場景更貼近生活,傳感器配置更豐富,并且對每個場景多次錄制,從而包含真實生活導致的場景變化。OpenLORIS-Scene數據集成為SLAM算法能否支持機器人真實部署的試金石。

 

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本次比賽中,OpenLORIS-Scene使用我司Segway Robotics團隊研發的Segway配送機器人S1來收集數據。S1具有無可比擬的優勢,能支持加裝多個傳感器來采集數據,并能在人群中行走。如下圖所示,S1上加裝了RealSense D435i攝像機和RealSense T265攝像機兩個傳感器來采集圖像數據,兩者均安裝在大約1m的固定高度上。S1還提供了車輪編碼器odometry里程計數據。

 

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自7月份上線以來,比賽吸引了來自全球數十只隊伍參與,其中不乏北大,上海交大等實力強悍的科研團隊加入賽事。在經過數月的算法比拼后,Segway Robotics團隊和上海交大決賽得分超過90分,而作為參考基準的ORB_SLAM2、VINS-Mono等主流算法只能得到不到40分。

 

今天,IROS 2019大會正式揭曉了Lifelong SLAM挑戰賽結果,我司Segway Robotics團隊以絕對優勢獲得了冠軍。

 

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?采訪小劇場

 

九哥:獲得冠軍有什么感覺?

 

參賽算法工程師:就像追了很久的女孩,今天終于接受你了,就是這種感覺。

 

九哥:這么說你有女朋友了?

 

參賽算法工程師:沒有。別愛我,沒結果,除非比賽贏過我。

 

九哥:哈哈哈(笑出豬叫),接下來準備做什么?

 

參賽算法工程師:階段性的OKR終于完成了,我想出去浪一下回去寫代碼。

 

據參賽工程師說,他們在Segway配送機器人S1原有的定位算法框架下,融合了深度學習的特征匹配和場景重定位,使機器人通過視覺進行持續自我定位的能力大大提高,綜合評估分數第一。

 

本次奪冠,是對Segway Robotics在SLAM方向多年的技術累積的充分肯定,尤其在SLAM算法實用化的方面。在商業機器人運行的真實環境中, 視覺感知會面臨諸多挑戰:環境和光照變化;無紋理環境, 動態環境等。我們的算法框架融合的多傳感器信息,包括魚眼相機,慣性測量器件以及底盤編碼器, 使定位算法更加穩定。同時,通過不斷的優化地圖和合并地圖增加視覺感知的范圍,提高機器人的重新定位(Relocalization)的概率。通過這次比賽, 驗證了我們算法的實時定位的性能, 以及在大規模室內環境中建立一致地圖的能力。

 

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2019 IROS終生機器視覺數據集全球挑戰賽旅程結束了,但我們對機器人的探索還將繼續。Segway Robotics自主導航和定位技術、機器人運動控制、人體跟隨技術正通過多款量產產品普惠消費者與行業客戶,成為九號機器人的核心技術之一。

 

比賽贏得萬千贊譽或許不是最重要的,你的工作對這個世界的影響和改變才是最重要的。對機器人感興趣的朋友們,歡迎和九號機器人一起,乘上AI的快車,駛向充滿機器人的世界。

 

【招人】機器人有了,寶藏同事有了,Headcount也有了,就差你啦。

 

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-The End-


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