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(guān)注：

時隔一年，第二代的蘋果采摘開發(fā)平臺已經(jīng)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(chǔ)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(jié)構(gòu)上的升級優(yōu)化

作為定位于科研開發(fā)平臺的產(chǎn)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(shè)計，配置更豐富，布局更合理。

史河蘋果采摘機器人的本質(zhì)是復(fù)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(shè)計理念的運營使得各個部件都井井有條地分布在各自應(yīng)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(fēng)度。

當(dāng)然這只是我們看到的，對于用戶來說，他們更關(guān)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(yīng)眾多用戶的呼聲，解決沒有屏幕不方便調(diào)試的問題。配備一個顯示屏并不難，難的是它應(yīng)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(chǎn)品正前方不同。工程師為何如此設(shè)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(dǎo)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(diào)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?qū)е掠脩艨床磺宓膯栴}，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(jié)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(shè)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(chǎn)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(guān)系，這里就不一一展開贅述。

內(nèi)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(fù)盤整個過程：

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

機器人要完成的任務(wù)就是在接到指令后自主導(dǎo)航到蘋果樹前，調(diào)整好姿態(tài)后，通過3D視覺識別到蘋果后，調(diào)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(wù)點再次啟程，自行前往目標(biāo)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(wù)的過程中，唯一需要開發(fā)者介入的時間是給它建立任務(wù)這個階段，在接到任務(wù)指令后的全部過程均可實現(xiàn)全自主作業(yè)，直至任務(wù)完成。

因此，自主導(dǎo)航能力顯得尤為重要。MR1000-Xarm搭載的激光SLAM算法經(jīng)過了工程師深度的優(yōu)化，與上個版本相比，自主導(dǎo)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(dāng)機器人通過自主導(dǎo)航到達抓取目標(biāo)點位后，下一個關(guān)鍵的節(jié)點就是識別與抓取的過程。當(dāng)機械臂接收到系統(tǒng)的抓取指令后會先運動到預(yù)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(zhǔn)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(xué)習(xí)做了深度的優(yōu)化。

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

當(dāng)然，要能實現(xiàn)精準(zhǔn)抓取，機器人系統(tǒng)還需要通過讀取目標(biāo)區(qū)域的深度值，再結(jié)合相機的內(nèi)參獲取蘋果的真實3D坐標(biāo)，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(zhǔn)確抓?。?/p>

完成抓取后，機器人會自主執(zhí)行下一個任務(wù)，先導(dǎo)航到該任務(wù)中指定的導(dǎo)航目標(biāo)點，即將到達目標(biāo)點位時機器人會動態(tài)微調(diào)位置（小編直呼細膩），調(diào)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(yù)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(dǎo)航、路徑規(guī)劃、視覺識別、抓取、再導(dǎo)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(jīng)過上述的分析不難發(fā)現(xiàn)，流暢和高效其實源自導(dǎo)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(yīng)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(nèi)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(lǐng)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