西克传感助智能机器人走进现实(附图)

安兵 2015-12-26 来源: 搜狐

OFweek传感器网讯:星球大战7即将上映,全球的科幻迷都在翘首以盼。大家对电影中机智、勇敢的宇航机器人R2-D2一定印象深刻。随着全球对机器人产业的日渐重视,人们也期盼着智能化、实用化的机器人从科幻真正走进我们生活。

智能机器人在现实中的应用

在美国的硅谷,就有一家创业公司,怀着这样的梦想将机器人引入了现实世界。该公司研发的机器人已经可以实现在真实复杂的场景中行进,替代人工实现全天候的巡逻。

在停车场、生产车间和办公园区内等环境中,现有的监控网络和安防轮换机制存在着空档和漏洞。全天候24小时的人工巡逻成本高,并且很大程度上受限于人员的精力及敬业程度。这时让机器人配合传统安防力量显然成为了最佳选择。

科技界巨头微软选择了该机器人,作为总部安防力量中重要的中坚力量,在夜间或传统人力难以覆盖的园区内执行巡逻任务。

传感技术在机器人的应用

正如眼耳鼻等感知器官对人的作用,实时感知周边环境是智能机器人所有工作的基础、因此传感技术在机器人产业中占有举足轻重的地位。

智能机器人包含了激光扫描器(也称为激光雷达 Lidar)、GPS,高清摄像头、麦克风、热感成像、红外传感、超声波测距、气体探测等等各类传感器。借助这些传感器,机器人才得以实现能“看”,能“听”,能“闻”,能“感知”的智能进化。

一只看似简单的索尼机器狗身上装备了各式各样的传感器

 

激光扫描器的作用

对于安防机器人,一个核心的挑战就是如何让机器人在复杂的环境中自主的实现巡逻。

位置信息可以借助GPS传感器,但如果仅仅只有绝对位置是无法在真实环境中运作的。在街道、厂区、停车场等位置,通道及障碍物(比如车辆)的位置经常发生变化,单纯依靠绝对值位置规划的固定路径,机器人将寸步难行。

此时,可以实时准确采集周边轮廓距离信息的激光扫描器在此处就可大展身手。如下图,机器人顶部及腰部分别安装了两套SICK LMS111激光扫描器,在机器人运行过程中采集周边环境轮廓值,生成数据点云信息传输给主控系统,实现以下功能:

1)导航:通过SLAM算法(Simultaneous Localization and Mapping, 同步定位与建图),机器人构建了周边环境的增量式地图,以此为基础实现机器人的自主定位和导航。

2)避障:无论固定还是移动的障碍物,通过激光扫描器提供的轮廓数据,都可以实时检测,以实现智能避障。

3)警戒:单靠摄像头采集到平面图像信息,无法对侵入者的实际位置进行精确判断。借助激光扫描器的实际距离检测值,安防机器人可以准确的检测侵入者的位置,执行不同的警戒等级。

LMS111激光扫描器

在综合评估测试了市场上的同类激光扫描器各项参数性能,客户选择了SICK LMS111产品作为该款室外型机器人的传感部件。

作为一款检测距离20米,扫描频率可达50Hz的体积紧凑型激光扫描器。SICK公司为它配备了适合室外应用的IP67高防护等级外壳以及内部加热功能(适合工作温度-30~ 50°C) 。

除此之外,配合设备内部高速硬件处理电路以及多年经验积累的算法,LMS111拥有多次回波技术、前镜污染自检、雾气过滤、颗粒物过滤等众多适应室外雨雪雾及粉尘等恶劣天气的独门秘籍。保障了扫描器在室外的稳定工作性能。

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