隨著經濟的發展和科技的進步,智能機器人早就不是什么新鮮事物。而AGV機器人作為新興發展起來的產業,逐漸成為目前行業的風口浪尖,從最早的磁導航機器人開始,激光導航機器人、GPS導航機器人等陸續進入公眾視線。
不管什么類型的機器人,只要自主移動,就需要在其環境中進行導航定位。假如用金字塔來表示機器人技術,那么定位導航作為最底層技術,正是構建整個機器人的核心關鍵。
如何實現AGV機器人在不確定環境中自主定位導航一直都是機器人研究的一大核心課題,行業內對其進行了多年的研究。自主導航作為一項核心技術,是賦予機器人感知和行動能力的關鍵。下面再為大家盤點一下自主移動機器人常用的導航定位方法。
優點:
1.應用領域廣泛,主要應用于無人機、手術器械、交通運輸、農業生產等領域;
缺點:
1.圖像處理量巨大,一般計算機無法完成運算,實時性較差;
2.受光線條件限制較大,無法在黑暗環境中工作;
二、激光反射板導航定位
典型的光反射導航定位方法主要是利用激光傳感器來測距。激光利用光反射技術來進行導航定位的。激光全局定位系統一般由激光器旋轉機構、反射鏡、光電接收裝置和數據采集與傳輸裝置等部分組成。工作時,激光經過旋轉鏡面機構向外發射,當掃描到由后向反射器構成的合作路標時,反射光經光電接收器件處理作為檢測信號,啟動數據采集程序讀取旋轉機構的碼盤數據(目標的測量角度值),然后通過通訊傳遞到上位機進行數據處理,根據已知路標的位置和檢測到的信息,就可以計算出傳感器當前在路標坐標系下的位置和方向,從而達到進一步導航定位的目的。
優點:
1.是目前最穩定、最可靠、最高性能的定位導航方法;
2.連續使用壽命長,后期改造成本低;
缺點:
1.工業領域的激光雷達成本比較昂貴;
采用GPS+多線激光雷達輔助定位系統的AGV車輛,不易受到天氣條件、環境光照及障礙物陰影、表面粗糙度等外界環境條件的影響。適用于室外移動機器人系統。
SLAM技術(Simultaneous Localization and Mapping即時定位與地圖構建)。行業領先的服務機器人企業,八成都采用了SLAM技術。簡單來說,SLAM技術是指機器人在未知環境中,完成定位、建圖、路徑規劃的整套流程。SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,即時定位與地圖構建),自1988年被提出以來,主要用于研究機器人移動的智能化。對于完全未知的室內環境,配備激光雷達等核心傳感器后,SLAM技術可以幫助機器人構建室內環境地圖,助力機器人的自主行走。SLAM問題可以描述為:機器人在未知環境中從一個未知位置開始移動,在移動過程中根據位置估計和傳感器數據進行自身定位,同時建造增量式地圖。
VSLAM(視覺SLAM)
指在室內環境下,用攝像機、Kinect等深度相機來做導航和探索。其工作原 理簡單來說就是對機器人周邊的環境進行光學處理,先用攝像頭進行圖像信息采集,將采集的信息進行壓縮,然后將它反饋到一個由神經網絡和統計學方法構成的學習子系統,再由學習子系統將采集到的圖像信息和機器人的實際位置聯系起來,完成機器人的自主導航定位功能。
但是,室內的VSLAM仍處于研究階段,遠未到實際應用的程度。一方面,計算量太大,對機器人系統的性能要求較高;另一方面,VSLAM生成的地圖(多數是點云)還不能用來做機器人的路徑規劃,Sensor精度不高、應用場景不具有普適性等需要進一步探索和研究。
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