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2020-04-16 16:47:22

http://www.slamtec.com/cn/News/Detail/333

自主导航技术是现代智能移动机器人实现行走的重要标志,而避障又是实现自主导航的基本要求,它是指机器人在行走过程中通过传感器感知到的防碍其运动的静态或动态物体,按照一定的算法进行实时路径更新,绕开障碍物,并最终到达目的地。

在机器人的自主移动中,传感器发挥了十分重要的作用,它能够实时感知周围环境信息,包括障碍物的尺寸、形状、位置、姿态等,避障使用的传感器种类很多,均有各自不同的特点及原理,其中会涉及到视觉、超声波、红外、激光雷达等多种传感器。

机器人避障传感器

视觉传感器:主要利用单目、双目摄像头、深度摄像机、视频信号数字化设备或基于DSP的快速信号处理器等其他外部设备获取图像,然后对周围的环境进行光学处理,将采集到的图像信息进行压缩,反馈到由神经网络和统计学方法构成的学习子系统,然后由子系统将采集到的图像信息与机器人的实际位置联系起来,完成定位。其具有结构简单,安装方式多元化及无传感器探测距离限制,成本低等优点,但受环境光影响较大、在暗处(无纹理区域)无法工作。

超声波传感器:超声波传感器可以检测到玻璃、镜子等透明材质,其主要是通过发射探头发射出超声波,超声波在介质中遇到障碍物而返回接收装置,通过接收自身发射的超声波反射信号,根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度,计算出传播距离,就能得到障碍物与机器人之间的距离,但超声波传感器易受天气及周围环境(镜面发射或者有限的波束角)以及障碍物阴影、表面粗糙等外界环境的影响,且适用范围较小,测距距离较短。

红外线传感器:红外传感器主要是通过红外线IR标识发射调制的红外射线,通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。具有测量范围广、测距距离远、响应时间短等优点。但检测的最小距离太大,对于近乎黑体、透明的物体无法检测距离,只适合短距离传播,且在有遮挡物的情况下无法正常工作,需要在每个房间、走廊安装接收天线、铺设导航,总体来说应用于机器人定位导航领域造价过高,且过于繁琐。

激光雷达:激光雷达犹如人类的眼睛,是一种可以探测物体精确位置的传感器,其主要是通过对目标物发射激光信号,再根据从物体反射回来的信号时间差来计算这段距离,然后再发射激光的角度来确定物体和发射器的角度,从而得出物体与发射器的相对位置。

虽然机器人拥有众多传感器,但在实现机器人的导航及避障中,激光雷达仍是目前最成熟,也最为核心的传感器,通过激光雷达,机器人可以实时扫描获取周围环境的点阵数据,结合相应的SLAM算法,机器人可在未知环境中(没有预先录入地图的情况下)实现智能导航,判断到达目的地的最佳路径,并规避障碍物,顺利到达目的地。

以思岚科技的RPLIDAR系列激光雷达来说,作为业内领先的机器人定位导航技术提供商,思岚科技在相关核心传感器领域已有多年研发及实践经验,旗下的RPLIDAR系列激光雷达如今已广泛应用于餐厅、银行、商场、园区等各大服务机器人场景中。

机器人避障传感器之RPLIDAR系列激光雷达

从三角测距激光雷达RPLIDAR A1、A2、A3再到TOF激光雷达RPLIDAR S1,思岚科技实现了多重突破,不仅实现了三角测距激光雷达难以突破20米的测距局限,在采样率上也突破了上万次大关,刷新了业内对于三角测距激光雷达行业的标准。

同时,思岚科技也是我国第一个低成本激光雷达供应商,早前,我国激光雷达市场份额基本被国外垄断,且价格高昂,大多企业难以承受,为此,思岚科技建立了一套新玩法,采用图像的方法进行激光雷达的设计,通过拍摄光到目标物体后在摄像头呈现的画面,根据远近不同导致相机画面尺寸的变化来求得距离。因此,打破了行业垄断及技术瓶颈,为我国推出了低成本高性能的激光雷达。

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