給移動機器人裝上耳朵，感官全面智能升級

來源：榕城網時間：2022-05-09 17:36:26

2020年以來，中國機器人產業進入發展快車道。一方面是市場需求受到疫情催化快速釋放;另一方面，人口紅利消退、用工成本的持續升高也助推著各類型機器人企業的小步快跑。機器人細分產品愈來愈豐富，不管是從政策層面還是市場需求層面看，未來5-10年都將是中國機器人產業發展的關鍵期。

可以預見的是，這期間機器人的業態將持續豐富，市場化進程將快速推進，會涌現出在細分領域不斷創新的企業及產品形態。從工業到商業服務、再到特種應用，每個大模塊下均開始裂變出多條細分的賽道，既要努力解決核心零部件的“卡脖子”問題，還要實現機器人國產化替代并向中高端產業應用發展的目標。

根據對移動機器人特別是巡檢機器人、安防巡邏機器人及復合機器人的深入分析，我們發現，目前機器人的關鍵技術包括視覺、傳感、人機交互和機電一體化等，是多學科、高科技交叉融合的產物。這其中機器視覺的應用已經較為成熟，同時也實現了多傳感器協同，部分人工智能技術達到國際領先水平。但從市場需求的角度出發，現有機器人產品尚不能滿足用戶智能化需求，智能感知等關鍵技術嚴重制約機器人發展。例如：目前市面上絕大多數可移動機器人沒有聽覺感知能力!

類比人類獲取信息的途徑，視覺占70%，聽覺占25%，所以只有“眼睛”沒有“耳朵”的機器人是不夠智能的。“聽”是聲音采集的能力，而“覺”是更為關鍵的聲音分析能力，這一點是普通拾音器產品所無能為力的。

針對上述行業痛點，西安聯豐迅聲自主研發出一整套“移動機器人聽覺感知系統”，豐富多樣的產品形態，可以滿足移動機器人在各個細分應用場景中不同的聽覺感知需求。

應用一、園區/廠區巡檢機器人

巡檢機器人搭載聽覺感知模組，實時采集周圍聲音數據，基于國際領先的ESR環境聲目標識別技術，分析處理環境噪聲，自動進行聲學特征提取、模型訓練與比對記錄，并于機器人系統平臺端在線監測目標區域聲場狀態，當發現明顯偏離正常狀態的噪聲時，系統會實時告警。

聲傳感器與核心板卡分離的產品設計，使安裝方式更加靈活，可任意適配輪式、掛軌式、履帶式等各種移動形態的機器人;嵌入式邊緣運算的產品架構，幾乎不占用機器人自身資源，也極大降低了集成開發工作量;而10Hz-60KHz的超寬頻帶范圍，實現從次聲到超聲頻段的全覆蓋，使機器人功能更豐富，拓展更多應用場景。

在常規巡檢需求中，可實現聲音信號的可視化輸出、特征提取、主頻/分貝監測報警、環境聲音濾波降噪及采集、監聽、存儲等功能。

而針對特殊細分場景，則可搭配相應算法，例如：應用于變配電系統智能化巡檢機器人，可檢測變壓器、高壓開關等設備所產生的局部放電現象;托輥異常聲音檢測識別，配合掛軌式巡檢機器人，常見于煤礦、鋼鐵、水泥制造等廣泛使用皮帶機的行業;工業巡檢機器人匹配旋轉類設備故障監測算法，可以實現對區域內泵機、電機類設備工作噪聲狀態的實時監測。

應用二、安防巡邏機器人

隨著國際防恐形勢的日漸嚴峻，對軍警或防暴巡邏機器人的需求也在不斷涌現。此類機器人可搭載嵌入式智能空氣聲吶陣列，實現對環境聲音信號的實時采集與處理，化被動監控為主動巡查。

利用智能空氣聲吶陣列對機器人原有監控攝像機云臺進行升級補盲，當監控范圍內出現異常聲音信號時(例如：呼救、碰撞、爆炸、警報、槍聲……)，聲吶陣列將毫秒級響應，迅速定位聲源，并驅動云臺轉動到異常發聲的方向進行查看。結合相應的音視頻處理技術，系統將自動留存告警事件發生時段前后數秒音視頻文件，無須海量回看查詢，精準獲取完整證據鏈，極大節省警力及安保人力。

可以做到360°全方位實時監控，目標明確有的放矢，解決常規監控技術手段中因方向不明導致的盲區大、取證難、不即時等問題，打破現有視頻監控系統只能對圖像實時查看、事后查詢，智能化程度低的局限性。

智能空氣聲吶陣列基于嵌入式邊緣運算系統，通過ONVIF協議可與市面上絕大多數的云臺或監控球機進行適配，標準HTTP協議輸出必要信息，僅需微量開發即可完成機器人聲球聯動的集成工作。

應用三、特種巡檢機器人

聲光一體檢測模組，基于聯豐迅聲在麥克風陣列技術和聲學信號處理技術上的深厚積累，利用波束形成算法獲取聲源分布數據，配合高清攝像頭實時采集視頻畫面，將聲源分布數據與視頻圖像進行聲像融合，把變化的聲源動態呈現出來。該產品不僅具備傳統聲學相機聲音采集、圖像采集、聲源定位及可視化的功能，還創新融合了紅外模塊，可實時進行熱成像檢測，對設備故障多維度診斷，一個模組兼容多種功能，化繁為簡。

搭載于電力系統巡檢機器人，針對穩態或高瞬態聲源、靜止或運動物體都可以獲得極佳的檢測效果。巡查局部放電故障，可以實現遠距離、不停車、精準定位故障點及后臺可視化等功能。即便是電力開關柜不開柜門的情況下，依然能清晰、準確的確定開關柜內局放位置。配合旋轉升降云臺使用，無死角巡查工作區域。

石油化工系統巡檢機器人，在有毒有害氣體、高危高爆環境中替代人工巡檢，發揮著重要作用。在日常生產、存儲、外輸過程中，一旦高壓氣體發生泄漏，會在泄漏處產生湍流，湍流產生振動頻率與漏孔大小和幾何形狀相關的聲波，較大的漏孔聲波頻率較低，能被人耳聽到;較小的漏孔聲波頻率較高，往往超過20KHz，屬超聲波范籌，這時巡檢機器人搭載聲光一體檢測模組即可大顯神威。產品采用不銹鋼外殼設計，完全滿足防爆認證要求，適合應用于采油、采氣廠，管道閥室、天然氣公司、油田電力系統等行業設備的巡檢。