去年史河機器人發(fā)布了一個介紹機器人蘋果采摘的視頻吸引了很多朋友的關注：

時隔一年，第二代的蘋果采摘開發(fā)平臺已經發(fā)布！

此次發(fā)布的蘋果采摘開發(fā)平臺在上一代的基礎上做了全方位的升級優(yōu)化，可實現(xiàn)更加智能的規(guī)劃、識別、抓取等功能，那它究竟在哪些方面得到了進化升級呢？讓我們先通過一段實拍視頻來一探究竟！

外練筋骨皮—外觀結構上的升級優(yōu)化

作為定位于科研開發(fā)平臺的產品，MR1000-Xarm外觀上的升級優(yōu)化不是 “徒有其表”，而是以用戶體驗感為出發(fā)點，通過提升客戶使用時的操作便利性、安全性來達到助力科研、高校的客戶快速開啟研究項目的目的。

用一句話形容此次外觀上的升級，那便是：一體化設計，配置更豐富，布局更合理。

史河蘋果采摘機器人的本質是復合機器人，從下圖可以看到，自主研發(fā)的高性能底盤、工控系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、雷達、六軸機械臂、3D視覺、電動夾持器等部件都有配備，可以說是堆料十足，配置拉滿，而一體化設計理念的運營使得各個部件都井井有條地分布在各自應該“待”的地方，整體布局看起來簡潔干練，頗有商用機器人的風度。

當然這只是我們看到的，對于用戶來說，他們更關心的是這些升級的亮點對他們來說有哪些用處。

以此次升級配備的高清顯示屏為例，它的配備是為了響應眾多用戶的呼聲，解決沒有屏幕不方便調試的問題。配備一個顯示屏并不難，難的是它應該以什么姿態(tài)被安裝在什么位置。

通過圖片可以看到顯示屏以一定的傾斜角度安裝在機器人系統(tǒng)的后方，這點與傳統(tǒng)顯示屏安裝在產品正前方不同。工程師為何如此設計呢？

答案很簡單：這種安裝方式可以避免因用戶操作失誤而導致底盤突然加速前進時被傷的危險。

其次，顯示屏看似“裸奔”在空中，仔細觀察可以發(fā)現(xiàn)下方的電子防撞系統(tǒng)位置比它更為突出，在機器人系統(tǒng)運營中默默地為它保駕護航。

因此，高清顯示屏幕的配備，不僅解決了用戶調試不便的問題，還通過測試安裝角度，提前解決了反光過強等原因導致用戶看不清的問題，這在較大程度上提升了采摘機器人整體的使用便利性；

其次，工程師結合移動底盤本身的防碰撞系統(tǒng)做了巧妙地處理，既無需額外單獨加裝防護裝置又保護了看似“裸露”的顯示屏，這可以提高設備的安全性。

通過以上分析可以看出此次外觀上的升級是以滿足客戶需求為出發(fā)點，讓新加入的部分能有機地融入整體系統(tǒng)，從而提升整個機器人系統(tǒng)的易用性、安全性同時規(guī)避因產品改動而可能引起的其他問題，這讓小編忍不住為工程師的細致和智慧點贊。

除屏幕外，實際上還有很多可以展開觀察的點，比如更規(guī)整的線束，更犀利的造型，更合理的配重比……篇幅關系，這里就不一一展開贅述。

內練一口氣——功能上升級優(yōu)化

如果用一句話形容功能上的升級，那便是：融合控制升級，釋放開發(fā)潛力！

下面我們通過來看這套MR1000-Xarm蘋果采摘開發(fā)蘋果的實際演示效果來說明究竟融合控制升級在哪里，又提升了哪些開發(fā)潛力。在開始之前，先跟大家復盤整個過程：

開發(fā)人員遙控機器人通過3D激光雷達構建環(huán)境地圖，并設置任務列表。

機器人要完成的任務就是在接到指令后自主導航到蘋果樹前，調整好姿態(tài)后，通過3D視覺識別到蘋果后，調用MoveIt! 進行規(guī)劃，控制機械臂抓取蘋果。完成抓取動作后，機器人會根據(jù)任務點再次啟程，自行前往目標點位并將蘋果放置在置物平臺上。

蘋果采摘簡易示意圖

在機器人執(zhí)行任務的過程中，唯一需要開發(fā)者介入的時間是給它建立任務這個階段，在接到任務指令后的全部過程均可實現(xiàn)全自主作業(yè)，直至任務完成。

因此，自主導航能力顯得尤為重要。MR1000-Xarm搭載的激光SLAM算法經過了工程師深度的優(yōu)化，與上個版本相比，自主導航過程更加順滑流暢，對突發(fā)狀況的感知和避讓繞行也更加迅捷。

當機器人通過自主導航到達抓取目標點位后，下一個關鍵的節(jié)點就是識別與抓取的過程。當機械臂接收到系統(tǒng)的抓取指令后會先運動到預定好的檢測位姿，通過3D相機來檢測識別蘋果。視覺識別過程較上一代相比，在識別速率、準確率方面有了大幅提升。是怎么做到的呢？這需要從視覺識別算法說起。

MR1000-Xarm搭載的視覺采用了YOLOV5作為物體識別器，且圍繞深度學習做了深度的優(yōu)化。

為了能夠使用YOLOV5進行特定目標的識別，首先需要在可能的場景下預先對大量包含識別目標的數(shù)據(jù)集進行標注，創(chuàng)建訓練集，再使用高性能機器訓練YOLOV5網(wǎng)絡。得到訓練好的模型后，再將訓練好的模型轉換為TensorRT模型并部署到設備端，這可以在保留原始YOLOV5網(wǎng)絡模型的識別精度的前提下，有效提高目標識別的速率，實現(xiàn)實時目標識別。

當然，要能實現(xiàn)精準抓取，機器人系統(tǒng)還需要通過讀取目標區(qū)域的深度值，再結合相機的內參獲取蘋果的真實3D坐標，最后利用 MoveIt! 及 Open Motion Planning Library 完成機械臂運動規(guī)劃，并實現(xiàn)準確抓??！

完成抓取后，機器人會自主執(zhí)行下一個任務，先導航到該任務中指定的導航目標點，即將到達目標點位時機器人會動態(tài)微調位置（小編直呼細膩），調整完成后系統(tǒng)向機械臂控制模塊發(fā)送 place 指令，控制機械臂運動到預定義好的放置位姿完成放置動作。

至此，機器人完成了第一輪的自主導航、路徑規(guī)劃、視覺識別、抓取、再導航以及放置的全過程。整個過程的流暢度和高效率給我很深的印象，經過上述的分析不難發(fā)現(xiàn)，流暢和高效其實源自導航、識別、抓取等每一個環(huán)節(jié)的優(yōu)化，以及整個系統(tǒng)的高效融合協(xié)作，而高效融合協(xié)作的背后是工程師們的付出與智慧。

實際上這套系統(tǒng)能抓蘋果，意味著也就能抓取更多的物體，如所有常見的有表面特征的物體：苦瓜、黃瓜、橘子、芒果等蔬菜瓜果，還可用于貨架分揀、快遞包裹搬運等場景，可開發(fā)的潛力巨大！

全程實現(xiàn)自主路徑規(guī)劃與智能避障

如此廣泛的應用空間，讓人更愿意稱MR1000-Xarm這套系統(tǒng)為智慧移動抓取機器人。作為升級后的蘋果采摘開發(fā)平臺，它真正做到了內外兼修，全方位進化！

進化后的這套移動抓取開發(fā)平臺為智能機器人科研院所、高校研究團隊提供一個了更完善、更高效的選擇。

而基于ROS的系統(tǒng)能為更廣大的科研領域的開發(fā)者提供更多的便利性和更好的兼容性，能為他們節(jié)約大量的選型和硬件開發(fā)時間，真正意義上體現(xiàn)了史河機器人助力科研教育，讓創(chuàng)想精彩綻放的理念。

審核編輯 ：李倩