劉亦晴

摘 要：基于外賣機(jī)器人技術(shù)發(fā)展及其運(yùn)用，分析出外賣機(jī)器人應(yīng)用背景、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括移動平臺系統(tǒng)、精確導(dǎo)航系統(tǒng)、智能避障脫困系統(tǒng)和顧客交流系統(tǒng)。提出目前外賣機(jī)器人存在的技術(shù)瓶頸，包括交通信號識別和非約束移動目標(biāo)識別兩種技術(shù)問題。最后分析外賣機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：外賣機(jī)器人;智能物流;技術(shù)運(yùn)用

0 引言

隨著國內(nèi)物流行業(yè)智能化水平不斷提升，一批新興技術(shù)在物流領(lǐng)域得以應(yīng)用，國家也發(fā)布了相應(yīng)的政策大力推動物流智能化升級。智能物流和智能機(jī)器人技術(shù)的集合，以及低速自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，使服務(wù)型智能機(jī)器人在物流領(lǐng)域的應(yīng)用場景不斷拓展，具有自主導(dǎo)航能力的外賣機(jī)器人開始投入商業(yè)化試運(yùn)行。

1 外賣機(jī)器人商業(yè)化應(yīng)用背景

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，人們的生活服務(wù)業(yè)態(tài)產(chǎn)生了巨大的變化，其中“懶人經(jīng)濟(jì)”已經(jīng)成為一種重要的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與餐飲業(yè)不斷融合發(fā)展，外賣逐漸成為人們的主流生活方式之一。隨著外賣產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，餐飲外賣市場逐步成熟。與此同時，智能機(jī)器人相關(guān)技術(shù)也取得了巨大進(jìn)步，機(jī)器人的應(yīng)用場景從工業(yè)領(lǐng)域拓展到了服務(wù)領(lǐng)域。部分研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始嘗試采用外賣機(jī)器人代替人工騎手，由機(jī)器人承擔(dān)外賣的配送服務(wù)，而且推出了一些外賣機(jī)器人產(chǎn)品投入試運(yùn)營。

由于外賣機(jī)器人是對服務(wù)型機(jī)器人的創(chuàng)新應(yīng)用，已經(jīng)投入運(yùn)營的外賣機(jī)器人處于試運(yùn)行階段，外賣機(jī)器人需要滿足不同的場景，在實際配送中外賣機(jī)器人需要在市政道路上行進(jìn)，除了要精準(zhǔn)導(dǎo)航以外，還需要智能的視覺識別系統(tǒng)，分辨交通信號和交通標(biāo)線，在配送行進(jìn)過程中需要較強(qiáng)的抗干擾能力。在已經(jīng)投入試運(yùn)營的項目中，外賣機(jī)器人經(jīng)常會遇到無法處理的問題，需要人工解決，人工遠(yuǎn)程介入和遙控的情況經(jīng)常發(fā)生。外賣機(jī)器人仍在不斷完善自動駕駛相關(guān)算法，隨著產(chǎn)品迭代，外賣機(jī)器人的商業(yè)化應(yīng)用將逐步擴(kuò)大。

2 外賣機(jī)器人結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 移動平臺系統(tǒng)

外賣機(jī)器人將送餐保溫裝置集成到移動平臺系統(tǒng)上，移動平臺一般采用輪式驅(qū)動，由充電電池、驅(qū)動電機(jī)和控制器組成，移動平臺可完成前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、剎車、后退等動作，針對不同的地面自動切換驅(qū)動模式，為保證運(yùn)行平穩(wěn)，通常采用四輪或六輪結(jié)構(gòu)，避免路面狀況不佳時車體過度顛簸。移動平臺一次充電可連續(xù)完成多次送餐任務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)控到電量不足時，外賣機(jī)器人會自動返回充電站充電。

2.2 精確導(dǎo)航系統(tǒng)

無人配送外賣機(jī)器人需要自主行駛到餐廳取餐點(diǎn)，然后再自主行駛到顧客所在的送餐點(diǎn)，整個過程均需要精確的導(dǎo)航系統(tǒng)。外賣機(jī)器人的導(dǎo)航包括室外道路導(dǎo)航和室內(nèi)導(dǎo)航兩部分，傳統(tǒng)的室外導(dǎo)航技術(shù)通過衛(wèi)星與預(yù)存的地圖數(shù)據(jù)匹配完成，導(dǎo)航精度較差，無法滿足外賣機(jī)器人的導(dǎo)航需求。室外導(dǎo)航可采取衛(wèi)星導(dǎo)航與高精度地圖導(dǎo)航結(jié)合的方式，例如采取激光導(dǎo)航技術(shù)，外賣機(jī)器人可自行采集激光點(diǎn)的數(shù)據(jù)，修正和補(bǔ)充衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)，通過激光傳感器信息與高精度地圖匹配實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的室外道路導(dǎo)航。室內(nèi)導(dǎo)航的基礎(chǔ)是基于厘米級別高精度地圖實現(xiàn)的，在外賣機(jī)器人配送范圍內(nèi)預(yù)先采集數(shù)據(jù)，制作詳細(xì)的地圖，精確到建筑物的門、走廊、立柱等全部靜態(tài)信息。外賣機(jī)器人應(yīng)用激光傳感器、視覺傳感器等技術(shù)，識別自身在高精度地圖中的位置，確保導(dǎo)航路徑規(guī)劃成功。外賣機(jī)器人還可以結(jié)合導(dǎo)航信息，綜合分析各路段的擁堵程度，提前規(guī)劃導(dǎo)航線路。

2.3 智能避障脫困系統(tǒng)

外賣機(jī)器人需要完成從接單到用戶拿到餐食的全過程，整個配送過程外賣機(jī)器人必須做到實時感知外界路徑和環(huán)境，智能識別車輛、行人、寵物、固定物等障礙物，并采取相應(yīng)的避讓操作。在馬路上行走時，外賣機(jī)器人還需要識別交通信號和交通標(biāo)識，確保按交通規(guī)則行進(jìn)。為了增加避障系統(tǒng)可靠性，外賣機(jī)器人需要配備多種傳感器，包括紅外線傳感器、超聲波傳感器、視覺傳感器等，各傳感器均反饋信息給機(jī)器人總控制單元，由總控制單元對各種傳感器信息綜合分析判斷，識別障礙物的類型、體積、位置，并采取相應(yīng)的減速或轉(zhuǎn)向等措施。外賣機(jī)器人通過感知交通信號，并與車輛、行人等外界交通環(huán)境實時交互，確保最后一公里外賣配送服務(wù)運(yùn)輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

2.4 顧客交流系統(tǒng)

外賣機(jī)器人到達(dá)送貨地點(diǎn)后，需要將餐食交給顧客，這一過程涉及信息溝通和顧客識別。信息溝通通常采取發(fā)送信息的方式，當(dāng)外賣機(jī)器人即將到達(dá)指定送餐地點(diǎn)時，可提前發(fā)送提醒信息給顧客的手機(jī)APP，通知顧客送餐機(jī)器人即將到達(dá)的位置和預(yù)計到達(dá)時間，同時發(fā)送驗證碼給顧客。顧客識別功能是確保將餐食交給相應(yīng)的顧客，防止顧客拿錯并確保不被顧客以外的人員冒領(lǐng)，顧客識別功能可以采用驗證碼識別、人臉識別、指紋識別等多種方式。驗證碼預(yù)先發(fā)送給了顧客，顧客可以通過掃描手機(jī)上的二維碼或在觸摸屏輸入密碼的方式打開外賣機(jī)器人的送餐保溫箱，也可以采取人臉識別的方式，讓外賣機(jī)器人掃描顧客臉部，與訂餐時預(yù)留的面部照片進(jìn)行對比，完成顧客確認(rèn)環(huán)節(jié)。

3 外賣機(jī)器人技術(shù)存在的瓶頸

3.1 交通信號識別

外賣機(jī)器人投入商業(yè)化應(yīng)用需要攻克一系列技術(shù)課題，其中交通信號的識別是瓶頸之一。外賣機(jī)器人在室外實際路況行走，相當(dāng)于低速的無人駕駛車輛，必須能夠智能識別紅綠燈、各種交通標(biāo)識、路面的交通標(biāo)線等。為了確保對交通信號準(zhǔn)確識別，首先，外賣機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)中需要預(yù)裝高精度的地圖，地圖中標(biāo)注交通燈的位置、交通標(biāo)線的位置，使外賣機(jī)器人可以通過導(dǎo)航系統(tǒng)實時了解自身所在的位置，明確需要關(guān)注的信號目標(biāo)數(shù)量和位置;其次，外賣機(jī)器人需要配備多目視覺識別系統(tǒng)，根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提示鎖定固定的信號燈、地面標(biāo)線，同時主動搜索交通標(biāo)識等其他信號目標(biāo)，由總控制系統(tǒng)智能分析判斷各種交通信號信息，采取相應(yīng)的適當(dāng)動作。

3.2 非約束移動目標(biāo)識別

外賣機(jī)器人具備了在特定區(qū)域按規(guī)定線路行走的能力后，需要解決識別非約束移動目標(biāo)的能力。不受干擾的固定路線行進(jìn)模式在實際配送中不存在，外賣機(jī)器人在正常行進(jìn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)非約束移動目標(biāo)，這些目標(biāo)不受交通秩序約束。外賣機(jī)器人在識別自行車、電動車、行人、寵物等移動目標(biāo)時有很大的難度，這些目標(biāo)外形多種多樣、移動速度各異、出現(xiàn)的時間隨機(jī)，外賣機(jī)器人必須主動搜索目標(biāo)，實時判斷移動目標(biāo)的類型和行進(jìn)方向，對移動目標(biāo)的動機(jī)進(jìn)行判斷和估計，必要時調(diào)整行進(jìn)速度或改變行進(jìn)方向。對非約束目標(biāo)的識別通常采取具有自學(xué)能力的視覺系統(tǒng)，不斷積累非約束移動目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，提升智能識別率。隨著5G和云計算技術(shù)的發(fā)展，外賣機(jī)器人視覺識別的智能性將大幅度提升。

3.3 安全系統(tǒng)

外賣機(jī)器人需要應(yīng)對復(fù)雜的室外場景，安全性至關(guān)重要，除了提升機(jī)器人的視覺智能以外，為了確保不對行人和車輛等造成傷害，外賣機(jī)器人需要配備相應(yīng)的安全系統(tǒng)。防碰撞系統(tǒng)可以確保在非正常狀態(tài)下，外賣機(jī)器人可以緊急制動，避免對行人和車輛造成傷害，通常采取超聲波和紅外傳感器技術(shù)，實時監(jiān)控行進(jìn)方向的障礙物，必要時迅速采取避險動作。電池監(jiān)控系統(tǒng)可實時監(jiān)控電池的電量，確保外賣機(jī)器人有足夠的能量到達(dá)目的地，當(dāng)電量不足時及時返回充電，同時也監(jiān)控電池的溫度等指標(biāo)，確保外賣機(jī)器人自身安全。人工干預(yù)系統(tǒng)也是外賣機(jī)器人的安全系統(tǒng)之一，當(dāng)遇到險情或困境時，外賣機(jī)器人會及時呼喚服務(wù)人員，通過視頻和音頻反饋自身的狀態(tài)，報告周圍環(huán)境和障礙物，同時服務(wù)人員人工介入，手動操作使機(jī)器人脫困，或者通過機(jī)器人的揚(yáng)聲器與干涉機(jī)器人行進(jìn)的人員溝通。

4 外賣機(jī)器人應(yīng)用前景

4.1 最后一公里配送服務(wù)

外賣機(jī)器人基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際路況上精準(zhǔn)運(yùn)行，可以完成及時、高效、精準(zhǔn)的外賣送餐任務(wù)。隨著產(chǎn)品的不斷迭代，其運(yùn)行效率、安全性能、智能應(yīng)對突發(fā)事件的能力將不斷提升，可以逐漸替代外賣平臺的人工騎手，大幅度降低外賣平臺的人工費(fèi)用，打通外賣配送過程的線下環(huán)節(jié)，提升客戶外賣點(diǎn)餐的服務(wù)體驗。同時外賣機(jī)器人也可以完成物流快遞配送任務(wù)，物流快遞的配送任務(wù)性質(zhì)與外賣較為接近，其出發(fā)地點(diǎn)為物流配送站，到達(dá)地點(diǎn)為客戶收貨地址，所不同的是收貨方式，外賣餐食通常直接交給點(diǎn)餐的顧客，物流快遞通常是放置在蜂巢等快遞柜中。外賣機(jī)器人經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓δ芡卣?，即可完成物流快遞配送任務(wù)，例如增加與快遞柜的對接功能，將快遞包裹投遞到快遞柜中，快遞柜也需要做適應(yīng)性的改造，以方便同外賣機(jī)器人對接，包裹投遞后外賣機(jī)器人發(fā)送取包裹密碼給顧客，提示顧客取走快遞柜中的快遞。

4.2 應(yīng)用場景拓展

目前安保巡邏等工作仍需人工完成，通常是安保人員按特定線路步行巡邏，觀察建筑物、環(huán)境、人員等有無異常。如果能用機(jī)器人替代安保人員巡邏，不僅可以節(jié)約人力成本，也能夠提高巡邏的質(zhì)量，機(jī)器人巡邏過程可以逐項確認(rèn)每一個設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn)，防止遺漏。機(jī)器人采集的視頻、音頻等數(shù)據(jù)均能存入數(shù)據(jù)庫中，作為后續(xù)取證的依據(jù)。機(jī)器人視覺可以通過紅外等技術(shù)，觀察人類肉眼無法識別的目標(biāo)。外賣機(jī)器人相關(guān)技術(shù)與巡邏機(jī)器人基本一致，外賣機(jī)器人經(jīng)過視覺能力的適應(yīng)性改造后，可以進(jìn)一步拓展至安保巡邏等應(yīng)用場景。

5 結(jié)束語

外賣機(jī)器人相關(guān)技術(shù)，具有較為廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價值。通過在外賣配送過程中應(yīng)用外賣機(jī)器人代替外賣騎手，能夠有效降低人工成本，提高送餐效率，為顧客提供經(jīng)濟(jì)高效的點(diǎn)餐服務(wù)?？梢哉f，外賣機(jī)器人相關(guān)技術(shù)具有較高的實用價值，但在迅速發(fā)展的同時，也遇到了發(fā)展中的瓶頸，需要積極研究解決，從而推動外賣機(jī)器人應(yīng)用場景的不斷拓展和創(chuàng)新發(fā)展。

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