科创中国
移动机器人智能感知与 3D 导航计算单元
发布时间: 2025-10-25
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
新一代信息技术产业,人工智能
成果介绍
北京工业大学针对移动机器人在城市楼宇、园区巡检等复杂动态场景中 “感知精度低、动态适应性差、导航不可靠” 等痛点，研发了移动机器人智能感知与 3D 导航计算单元，目前已在仿人机器人及服务机器人中应用，具有良好产业化前景。
该计算单元核心技术包括：基于多传感器融合的动态环境感知技术，集成深度相机、激光雷达等传感器，开发语义分割与点云配准算法，实现场景特征实时检测与理解；构建轻量化感知计算单元（重量 1.139kg，功率 22.26W），嵌入式平台支持三维模型建模（更新周期 0.33s，延时 < 0.5s）；设计融合短期与长期记忆的导航算法，生成多属性语义地图，可通行区域正确率达 93.3%，静态环境 2m 内平面位置精度 ±1.5cm。
已在北理工 BHR-8 型仿人机器人完成 3 个月测试，并应用于云迹科技服务机器人，解决了动态环境感知弱、定位精度低等问题，为移动机器人自主移动提供关键技术支撑。
成果亮点
传统移动机器人感知导航技术存在 “硬件笨重、动态适应弱、导航精度低” 等局限，本成果通过技术创新实现突破，核心亮点如下：
1. 轻量化低功耗设计：感知计算单元重量仅 1.139kg，功率 22.26W，较同类产品减重 60%、功耗降低 50%，适配仿人机器人、服务机器人等轻量化设备，解决 “负载大、续航短” 难题；
2. 多传感器融合感知：融合深度相机与激光雷达数据，开发 FF-LOGO 点云配准算法（发表于 ICRA）及动态环境 RGB-D SLAM 方法，实现复杂场景实时建模（更新周期 0.33s），场景理解准确率超 90%，较单一传感器抗干扰能力提升 40%；
3. 高鲁棒性导航算法：构建多属性语义地图，融合短期记忆局部规划与长期记忆全局规划，可通行区域生成正确率 93.3%，静态环境定位精度达 ±1.5cm，动态场景避障响应时间 < 0.5s，解决导航卡顿问题；
4. 强兼容性与扩展性：已适配 BHR-8 型仿人机器人及云迹科技服务机器人，支持工业、服务等多场景快速部署，算法接口开放，便于第三方机器人集成，适配周期≤7 天。
团队介绍
（按解决该项成果技术问题所作贡献大小排序）
1. 马楠（团队负责人）：北京工业大学教授、博士生导师，青年北京学者，国家重点研发计划项目负责人，智能感知与自主控制教育部工程研究中心副主任。主导多传感器融合感知与导航算法研发，提出轻量化计算单元设计方案，获 2022 年中国图象图形学学会科技进步一等奖等，发表论文 80 余篇，申请专利 30 项，是成果核心研发者；
2. 智能交互团队：由机器视觉、无人驾驶领域研究人员组成，负责动态环境感知算法、点云配准技术开发，在 ICRA 等顶级会议发表论文，开发的 SLAM 方法获发明专利；
3. 硬件与集成团队：负责轻量化感知单元的硬件选型与嵌入式平台开发，优化传感器布局与功耗控制，实现 1.139kg 的轻量化设计；
4. 应用测试团队：对接北理工、云迹科技等单位，开展机器人整机测试与算法优化，验证计算单元在不同场景的适配性与稳定性。
成果资料
产业化落地方案
下载app