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仙知激光SLAM导航融合多传感器算法,让移动机器人更智能


  《职业经理人周刊》   猎头班长v微博   微信:AirPnP   2021/1/13
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(文章来源:仙知机器人)

伴随工业自动化、智能化发展,移动机器人在制造业领域应用已经较为普遍,并向其它行业逐渐延伸。近年来,随着智能制造、精益生产及柔性化生产需求日益提升,对移动机器人技术要求也在不断攀升。目前市场上常见的移动机器人导航方式有磁条导航、二维码导航、激光反光板导航和激光自然轮廓导航几种形式,但是单一依靠一个或两个传感器来进行定位导航,总是难以应对复杂的使用场景需求。

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传统的磁条导航移动机器人,其工作原理是在地面铺设磁条,并使磁条磁场的方向一致,通过磁传感器感应磁信号实现移动机器人的导引。在启动磁导移动机器人时,需要注意机器人是否在导引磁条的中间,左右偏差不能大于10cm;而且移动机器人必须按照铺设的磁条轨道进行行驶,灵活性很差,难以适应当前柔性化生产需求。

二维码导航属于视觉识别,通过摄像头(二维码采集器)识别铺设在地面上的二维码,并通过惯导模块(陀螺仪)感应移动机器人的位姿,将采集到的信息反馈给控制器。二维码导航方式的优势在于相对磁导来说,在铺设、改变路径上相对容易,抗声光干扰性强;它的弊端在与地面上的二维码容易磨损,需要定期维护,对陀螺仪的精度与寿命有较高的要求,对场地平整度也要求较高。

激光反光板导航,它的工作原理是在移动机器人行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,通过激光雷达发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束来确定其当前的位置和方向,并通过连续的三角几何运算来实现机器人的导航。它的优势在于定位精确,安装反光板相对灵活;它的劣势在于依旧没有摆脱反光柱辅助定位设施的依赖,对反光板安装精度要求高,对地面环境、光线环境有一定要求。

激光自然轮廓导航则不需要磁条、二维码、反光柱等辅助定位设施,它采用SLAM技术,利用激光雷达对周围环境持续发射脉冲获取点云信息,与事先扫描、存储、上传的地图进行匹配从而实现定位导航。它的优势在于对使用环境无需任何改造,自主灵活性强、定位精准,适应灵活多变的柔性化生产搬运需求;但也存在一定的课题,在长廊、高动态等参照物较少的复杂环境中容易定位丢失。

比较上述四种导航方式,会发现激光自然轮廓导航是最灵活、最便捷的导航方式,但依然有改进的空间。仙知机器人作为一家以控制和调度为核心的高新技术企业,便创造性的解决了这一难题,在激光自然轮廓导航的基础上,融合了激光反光板导航、二维码导航、惯导、摄像头等,采用多传感器融合算法让移动机器人定位更精确、性能更强大,并具有环境普适性,能够应对长廊、高动态的复杂环境及地面坑洞等。

在长廊、高动态的环境中,可自由切换至激光反光板导航、二维码导航,确保定位不会丢失;在地面环境相对较差的情况下,可选配3D相机对地面坑洞、立体障碍物等进行识别检测,并根据参数配置让移动机器人选择停障或绕行。

另外,为保证移动机器人使用安全,仙知机器人还拥有一系列方法来确保移动机器人在使用过程中机器人、人员和货物的安全。如双激光解决方案,通过双激光完成移动机器人周围360°全方位的安全检测;在基于SRC的激光SLAM自动叉车解决方案中,通过3D相机、红外传感器、超声、安全触边等进行安全防护,确保自动叉车在作业过程中人员和货物的安全。

同时,配合仙知自主研发的统一资源调度系统SRD、一站式实施工具Roboshop Pro,能让各类移动机器人发挥出最佳性能。通过SRD进行与工厂的ERP、MES、WMS、WCS等系统进行无缝对接,并将移动机器人与工厂的电梯、电动门、生产设备连接起来,让移动机器人在工厂车间、仓库进行灵活运转,高效完成作业任务,助力工厂打造真正意义上的数字化、智能化工厂。

(来源:电子发烧友)


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