基於閉路電視攝像機網絡的真實倉庫多機器人規劃與控制
研究人員首次在真實倉庫中展示了僅利用外部攝像機網絡和邊緣計算實現多機器人協調的可行性。系統通過未經標定的像素級拓撲攝像機圖在圖像空間中進行規劃，採用分層規劃器為每個機器人選擇攝像機序列並規劃運動，通過優先-聯合策略協調機器人，將重疊攝像機區域視為共享資源以避免碰撞和死鎖。在4個機器人、30個攝像頭、6條27米通道的倉庫中驗證了該方法。
近年來，移動機器人的自主導航技術取得了顯著進展，但大多數系統依賴於機器人自身的傳感器和計算資源，這限制了其可擴展性。一種替代方案是將感知和計算任務轉移到環境中固定安裝的攝像頭和邊緣計算節點上。此前，這種“離車控制”方法已在單個機器人上得到驗證，但將其擴展到多機器人協同系統仍面臨挑戰。
在一篇提交至arXiv的新論文中，研究團隊首次在真實倉庫環境中演示了僅利用分佈式閉路電視（CCTV）網絡和邊緣計算設備協調多個移動機器人的完整系統。該系統無需任何機器人攜帶專用導航硬件，完全依賴外部攝像頭捕捉的圖像信息。
核心創新在於使用一個未經標定的、基於像素的拓撲攝像機圖來表示環境。攝像機之間通過相鄰視野的重疊區域連接，形成一張圖。系統在圖像空間中進行所有規劃，從而避免了傳統方法中複雜的全局標定和地圖構建步驟。分層規劃器首先為每個機器人選擇一條攝像機序列（即機器人將依次通過的攝像機視野），然後在每個視野內規劃具體的圖像空間運動路徑。
為了協調多個機器人，研究團隊提出了一種“優先-聯合”策略：當機器人路徑不衝突時，它們獨立運動；當檢測到潛在衝突（例如多個機器人計劃進入同一攝像機視野的重疊區域）時，系統會臨時分配優先級，僅允許一個機器人佔用該區域，從而防止碰撞和死鎖。這種機制將重疊攝像機區域視為共享資源，每次只允許一個機器人持有。
實驗在一個真實的倉庫中進行，部署了4個地面機器人和30個安防攝像頭，覆蓋6條長度均為27米的通道。研究人員記錄了任務完成時間和協調統計指標，驗證了系統的有效性。據作者稱，這是首次在真實場景中實現僅依賴外部攝像機網絡和離車計算的多機器人協同作業演示。
該工作為大規模、低成本的自動化物流倉庫提供了一種有前景的技術路徑。未來的研究方向可能包括擴展機器人數量、處理動態環境以及提高系統魯棒性。