啟揚(yáng)方案：基于i.MX8M Plus的視覺(jué)導(dǎo)航AGV移動(dòng)機(jī)器人解決方案

在工業(yè)4.0、“中國(guó)制造2025”、智慧物流和智慧工廠等概念的推動(dòng)下，工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）市場(chǎng)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)。AGV(Automated Guided Vehicle)即自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)，是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車(chē)。AGV能夠代替人工轉(zhuǎn)移、裝卸和搬運(yùn)貨品，有效地降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，提升在部分危險(xiǎn)且復(fù)雜的環(huán)境中工作的安全性，目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、冶金、汽車(chē)、物流、電器、碼頭、軍事等行業(yè)。

AGV導(dǎo)航技術(shù)

導(dǎo)航技術(shù)是AGV的核心技術(shù)之一，市場(chǎng)上AGV導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第三代，第一代是基于軌道式的電磁導(dǎo)航和磁條導(dǎo)航，第二代是二維碼導(dǎo)航，第三代是基于激光雷達(dá)的激光SLAM和基于機(jī)器視覺(jué)的視覺(jué)SLAM（VSLAN）算法導(dǎo)航。目前市場(chǎng)上出于成本、技術(shù)成熟度、精準(zhǔn)度等方面的考慮，三代導(dǎo)航方式同時(shí)存在于不同產(chǎn)品和應(yīng)用場(chǎng)景。第三代SLAM導(dǎo)航采用無(wú)軌導(dǎo)航，能夠靈活規(guī)劃路徑，定位準(zhǔn)確，行駛路徑靈活多變，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，是目前最熱的研究方向。

相比于技術(shù)成熟的激光導(dǎo)航，視覺(jué)導(dǎo)航發(fā)展稍微滯后，但其憑借成本低、信息獲取能力強(qiáng)、拓展性高、適用范圍廣等特性，仍然是AGV市場(chǎng)關(guān)注的重點(diǎn)。視覺(jué)導(dǎo)航僅需要采集圖像的攝像頭、處理信息的計(jì)算單元以及搭載訓(xùn)練完成的AI模型，即可實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的功能。視覺(jué)導(dǎo)航的發(fā)展依賴處理器性能，因此對(duì)于處理器提出較高的要求，NXP i.MX8M Plus處理器具備高效的視覺(jué)和AI功能，滿足AGV設(shè)備對(duì)于處理器的要求。

為什么選擇i.MX8M Plus進(jìn)行視覺(jué)導(dǎo)航AGV的開(kāi)發(fā)？

啟揚(yáng)IAC-IMX8MP-CM核心板基于NXP i.MX8M Plus處理器設(shè)計(jì)，是一款應(yīng)用于邊緣計(jì)算與機(jī)器視覺(jué)的嵌入式硬件，采用四核Cortex-A53高性能處理器，主頻1.6GHz。處理器內(nèi)置算力高達(dá)2.3TOPS的NPU，支持tensorflow-lite、armNN、OpenCV、Caffe等多種AI框架，可搭載雙目視覺(jué)避障以及路徑引導(dǎo)算法、VSLAM算法，專(zhuān)用硬件加速器NPU加速視覺(jué)模型訓(xùn)練、優(yōu)化、量化等流程，快速搭建AGV視覺(jué)導(dǎo)航AI系統(tǒng)。

核心板處理器具備雙圖像處理單元ISP，支持高動(dòng)態(tài)范圍HDR，圖像增強(qiáng)、廣角魚(yú)眼畸變校正等功能，支持雙攝像頭同時(shí)輸入，實(shí)現(xiàn)立體影像，為AGV視覺(jué)系統(tǒng)提供出色的圖像質(zhì)量；

高清攝像頭模塊很少擁有嵌入式ISP，處理器嵌入ISP可以直接從攝像頭獲取采集的圖像，不再需要視覺(jué)系統(tǒng)額外搭載ISP芯片，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，并節(jié)約了系統(tǒng)的成本；因?yàn)閕.MX8M PLUS處理器擁有長(zhǎng)達(dá)15年的壽命，所以嵌入處理器的ISP也擁有了同樣長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命，增加了視覺(jué)系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性。

核心板處理器擁有強(qiáng)大的編解碼能力，不僅支持1080P60 H.264/5、VP8/9視頻解碼，還支持1080p60、H.265、H.264編碼，能夠?qū)GV前端攝像頭采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼壓縮上傳。

AGV作為移動(dòng)機(jī)器人，依靠自身搭載的電池供電，擁有低功耗的i.MX8M Plus ARM處理器是AGV核心硬件的優(yōu)選；i. MX8M Plus核心板還擁有豐富的接口資源，雙千兆網(wǎng)口、USB3.0、CAN-FD、RS232、RS485等接口，連接傳感器、人機(jī)界面、運(yùn)動(dòng)控制等AGV必備硬件模塊；支持Wi-Fi、5G等多種通信方式，可遠(yuǎn)程控制AGV運(yùn)動(dòng)路徑、進(jìn)行任務(wù)分配等操作。

核心板擁有優(yōu)秀的工業(yè)特性，工業(yè)級(jí)元器件能夠在工業(yè)復(fù)雜環(huán)境下保持穩(wěn)定運(yùn)行；實(shí)時(shí)內(nèi)核Cortex-M7、具有時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN的以太網(wǎng)控制器、5G網(wǎng)絡(luò)等都在降低延遲、提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性方面發(fā)揮作用。