ROS博论 | 田老师讲ROS – 史上最值钱的一次推送!

始发于微信公众号:天之博特

编者按:


我们田老师最常讲的一句话就是:“我们取之于开源,也要贡献于开源,敝帚自珍没前途。” 机器人行业要发展,必须要将ROS与更多优秀人才分享。

 

近期很多同学都在论坛、群里询问或者私信我们,什么时候还有星火计划的公开课?有没有演讲的视频?想要听田老师深入浅出通俗易懂提纲挈领鞭辟入里的讲ROS啊!所以,我们为大家挑选了两场最具代表性的活动,将田老师的演讲视频、PPT分享出来。要知道如果想线下听到这些内容,单门票就要1000块啦,所以也希望大家能够更多的将这些内容分享出去,让越来越多的小伙伴了解ROS。 在此也要特别谢谢主办方高工机器人,TONY Robotics,以及华东师范大学张新宇老师和他的团队!


因为文字分享无法完全替代现场面对面的交流,所以我们还是希望有条件的同学能够积极参与到讲座中,毕竟互动和交流才是教育的关键。下半年我们也会继续举办ROS星火计划系列讲座,具体活动时间会发布在本公众号。最近正逢招聘季,北上广深各个机器人公司的招聘信息层出不穷,我们也会在近期为大家集中发布一次招聘信息。还有啊,我们的新产品Tianbot机器人中央控制器也要发布了,对新入坑的同学们来说简直不要更好用一点。


要获得这些信息的小伙伴们,长按下方二维码关注我们的公众号吧!

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天之博特

2017 ROS Summer School

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活动简介:国内ROS年度盛会,为ROS初学者提供快速、深入学习ROS的机会;为广大创业者、行业工作者、爱好者提供行业信息交流的平台,同时以竞赛和奖品形式为ROS爱好者提供ROS学习和实战的机会。

演讲关键词:机器人发展趋势;机器人与人工智能;ROS发展历史、重要性、基本概念及相关重要工具

注:视频内包含田老师演讲PPT,在此省略PPT



WRC(World Robotic Conference)

世界机器人大会


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活动简介:ROS全球开发者高级论坛,全球机器人领域年度盛事,我国机器人领域最大、规格最高、国际元素最丰富的国际会议。

演讲关键词:ROS;机器人;建图与导航

注:文字内容以田老师第一人称表述,便于大家理解


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标题即重点,具体内容是我第一次讲,与之前科普不同,这次更偏向纯技术干货分享。


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我们关注四个方面的问题,即:要建地图,建什么地图?导航,如何导航?能不能有一个模块把建图导航标准化,以及除此之外还有什么值得我们思考的问题呢?


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讲建图导航,重点是要可以导航,所以我们就略去视觉建图,三维建图的内容。以上是ROS下就能找到的Gmapping建立的占据栅格图,以及RatSLAM建立的拓扑地图。这两个图都是可以用来导航的,也都至少是十年的技术了。


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我们用SLAM是为了建立全局地图。无人车需要很大的存储数据才可以建立高精度地图,但如果是人类导航用的地图,我们一个城市的地图包加导航包加起来几十兆一百兆就够了。


这是为什么呢?大家可以思考一下。


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就现在的技术而言,从地图精度,计算复杂度,适应性等各个角度考虑,最适合做室内机器人导航的地图就是占据栅格图。三维高精度地图和一维的拓扑地图暂时都还有很多缺点。二维激光建图而且在ROS中有多种算法可以选用。


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现在有很多国内创业公司说研发了自己的建图导航算法,多么多么厉害。我想和大家说,在我做机器人定位,建图,导航以及空间认知的这十年来,华人在这个领域都很少有建树,更没有听说过厉害的公司。


不是说国内创业公司不厉害,而是大家可能多数是在某些应用场景有长处。想要做一个通用的,有延展性的,还对用户友好的建图导航系统,还不太可能。


Cartographer加了后端做闭环,建图很厉害,可是能用到扫地机器人上么?大范围的回环可以做了,但是我的应用都是开阔的小场景怎么办?你的机器人有高精度码盘,我的机器人是大范围激光传感器,我们的算法能通用么?所以很多问题是需要大家思考的。


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不管怎么说,室内环境,不要太大范围的建图,是没有什么问题的。我们需要用二维的全局地图进行全局导航规划,这个足够了。


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当然,激光为人诟病的一线扫描,看不到之上之下的东西,常常在现实场景中束手无策。所以又有很多公司会说,我们用了激光与深度摄像头融合的导航解决方案。


那么这是一个怎么样的方案呢?


最简单的,就是在ROS导航包的Costmap设置中,增加我们的观测源。是的,不需要改动代码,只要更改配置文件就好了,我们就有了最简单的多传感器融合的导航方案。


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这是我们做的一台验证算法的机器人。我们没有考虑深度摄像头的盲区,而且深度摄像头也是简单的平置。控制器用Odroid XU4, 和RoboWare,racecar用的处理器一样。大概很多人觉得这样的配置不太行。我们等一下有视频演示(视频见后)。


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这是一个简单的处理流程,毕竟直接处理点云运算能力差了点。我们的所有运算都是onboard。没有贴ROS中的节点图,因为还有很多其他节点会完全看不清楚。


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这里我们简单的把场景区分为结构化动态场景和静态非结构化场景。大家可以看到,即使在今天WRC的展会上,也没有机器人在人潮中移动。不过可能是展会方不允许。我们可以做到,动态人潮中机器人有地图有目的的移动导航。还有就是静态的非结构化环境,在我们工作的工位中。我们的视频都是长镜头拍摄,并且运行也相当稳定。(演示视频见后)


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这里是在让机器人在动态环境中移动的时候需要注意的几个参数内容。限于篇幅,便没有写中文。


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相应非结构静态环境下如上所示


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我们现在能做的是可以导航,如果需要导航的效果“更好”,也就是用户体验更好,还有更多的代价地图层可以添加。而这些,都是随着ROS的导航包更新不断在更新的。这也是为什么我们强调大家取之开源社区,用之开源社区。国内的太多人,拿了开源封装起来,就现在的技术发展来说,我觉得这是个笨办法,不是个长久的办法。因为社区的内容更新的时候,你的产品没办法马上更新啊!google的SLAM算法都开源,现在维护非常积极,我们只想拿来主义,不懂得commit,我们想在智能机器人领域弯道超车是不可能的。


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ROS是一个很好的工具,但是ROS wiki中的教程,实在是,简洁。所以,希望大家能够纠正一个观念,通过学习ROS学习机器人,还是需要先打好机器人的基础,再来用ROS比较好。那么也要感谢今天各位ROS书籍的作者和译者,感谢机工社能够给我们带来更多的学习资料。同时也欢迎大家了解ROS星火计划。不管ROS星火的发起人是林博士还是Top,反正现在大家来听课,至少6成的进阶课程会是我来上的。


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大家来思考一下:我们的建图和导航,到底要让谁来做?机器人全自主来做,像扫地机器人一样?还是需要工程师来建图,或者用户自己可以操作机器人建图?那么导航的时候,不同的场景,我们怎么来做?


所以,现在想要做统一的建图导航模块,是说大话。


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只是因为我特别喜欢这张图,所以就放在这里了,每次讲座都会讲这个,要理解机器人和人工智能的区别与联系。机器人的perception和action,这是非常重要的。


总而言之,我们需要更多的工程师从事机器人行业。我们现在是好的时代,大家大多数都是年轻人,希望能够创造出我们的机器人时代,能让我们国家在机器人时代走到前沿。我想这也是张总和Tony主办这次论坛的初衷。


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谢谢大家!


演示视频如下

静态非结构复杂环境下机器人的自主移动


动态结构化场景下机器人的自主移动




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天之博特,琢玉成器,育才以兴业



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