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机器人比赛中,像游戏小地图一样的画面是如何实现的?

小R DJI大疆教育 2020-09-24

在 RoboMaster 比赛中,机器人对战的界面下方有一个小地图,能够实时显示着机器人在场上的移动状态。我们知道在很多游戏中也有这样的小地图设置。


然而,实体机器人比赛中的小地图状态并不像游戏一样,它无法仅通过几行代码来实现。


对战界面下方小地图显示


那么,这个小地图状态是如何实现的?答案就是——UWB 定位系统


现实版小地图


在 2017 赛季 RoboMaster 比赛中,战场的四周放置有 6 个基站,包围住整个战场区域并构建了一个空间坐标系;场上所有机器人,身上各搭载了 1 个标签模块。基站和标签模块组成了能实现小地图状态显示的定位系统。


基站位置分布


在这个场景中,标签模块和基站以高达纳秒级的精确度记录 UWB 信号从天线发出和接收的时间,标签依次得到 6 个基站的距离,结合基站预先设置好的坐标,通过融合算法就能得到标签目标(机器人)所在位置的坐标。


比赛机器人实时定位


机器人的定位实现听上去挺顺理成章的,但想要做好其实不简单。我们先来看一下,当前市面上另外的两种主流空间定位技术,分别是视觉定位GPS 定位


视觉定位


视觉定位,原理上和双目视觉相似,是通过算法来捕捉目标物体在空间图像中的位置,进行定位。这个技术常见于自家产品大疆无人机里,如粉丝们非常喜欢的智能避障功能。


但是,若要应用在空间内对多个目标物体的定位,需要用多个摄像机对空间进行环绕,搭建难度高,且算法开发难度大。


双目视觉技术


GPS 定位


GPS 定位,渗透在人类生活的方方面面。可我们经常碰到这样尴尬的场景:下班了,想外出吃饭,这时打开手机某应用,先静等 1-2 秒获取当前位置,好不容易搜索到了附近自己想吃的美食。此时,再用打车软件叫了一辆网租车,结果司机告知说定位的地方不对,在原地等了老半天才上了车。


GPS 定位缺点在于延迟高,精度低,不仅是机器人比赛,在其他实时的空间定位应用中,都是非常致命的打击。


GPS 定位


◆◆◆


然而,RoboMaster 机甲大师赛中,战场局势瞬息万变,对物体定位要求非常苛刻。


经过工程师团队的不断优化,我们研发出了基于基站和标签模块的空间定位解决方案。相比较于上文提到的视觉定位和 GPS 定位,该解决方案拥有响应快、延迟低、成本小的优越性能。


这项技术通过三年 RoboMaster 机器人大赛的实战迭代,当前的技术版本能够达到 10cm以内的精度,而现阶段市面上同类产品仅仅只能达到 35cm的精度!如此高精度的研发成果,背后是万千参赛者和科技爱好者们共同的智慧结晶。


赛场定位显示


◆◆◆


下面是小R的胸有成竹广告时间。


RoboMaster 正式推出 UWB 定位模块,套装包括基站标签模块,是当前市面上高性价比的室内定位解决方案!不仅能解决科研、科技竞赛等领域的相关技术难题,还能在 RoboMaster 自身比赛、夏令营等项目中参与版本迭代,产品性能十分强大。


UWB 定位模块


 极速精准 · 突破视界


36ms 低延时


UWB 超宽带无线技术

纳秒至微微秒级非正弦波窄脉冲传输数据

4 基站条件下

50Hz 的高频解算

测距延时低至 36ms



虚拟数据空间


稳定测距范围 40m

±10cm 的室内定位精度

无需环境特征、复杂配置

不惧累积误差



数据读取


通过 RoboMaster 开发板和 Manifold 读取数据

显示实时轨迹或回放

完成路径规划与巡航


 轻盈亦简 · 强大非繁


圆圈所示为标签模块


搭载轻至 42.3g 的标签模块

CAN 与 USB 两路接口

解算数据与原始数据,一包输出



RoboMaster Assistant 调参软件


搭配 RoboMaster Assistant 调参软件

图形化轻配置

初次体验,快速上手


 规所未至 · 循之已达


机器人路径规划效果(图片做加速处理)


自主规划姿态路径

显示实时定位

回放运动轨迹

多种需求,一次满足


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一口气说完了好多优点

性能强大的 UWB 定位模块

现在正式发售!


单个套装内包含

基站模块× 4

标签模块× 2


售价

套装:6999 元

标签模块:999 元

基站模块:1399 元

高校可享受教育折扣 6 折


官方订购电话 / 邮箱

PHONE :+86-15012826035 陈先生

EMAIL :robomaster@dji.com 

注明 【UWB产品订购】+【需求情况说明】


目前只开放该渠道购买


RoboMaster UWB 定位模块,重新定义室内定位分析优化方式,不放过毫厘之差。RoboMaster 与万千参赛者共同探索的智慧结晶,现在,为你而来。


阅读原文下载 UWB 定位模块使用说明。


◆◆◆


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最后最后:如果你还希望 RoboMaster 推出哪些产品,或是对 UWB 定位模块有什么建议,我们留言区见!


爱你们,再见!


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