移动机器人导航技术的应用(移动机器人自主导航技术)
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移动机器人的应用领域有哪些?
移动机器人是工业机器人的一种类型,它由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能。它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等,同时可在车站、机场、邮局作为运输工具。
机器人自主移动没那么简单激光雷达不等于智能导航
机器人家上了解到对于移动机器人来说,激光雷达相当于它的“眼睛”,它通过不停扫描来获取二维空间的点阵数据,但这并不能直接被移动机器人使用。
目前,应用于自主移动机器人的导航技术有很多,但受室内环境,尤其是家庭环境的限制,很多导航方法在室内移动机器人上很难或根本无法应用,如电磁导航(需在地上布置感应线圈)、GPS导航(室内精度太低)等。另外,一些导航方法由于精度或实时性等原因,也很难应用在商业化的室内移动机器人中,比如基于RFID的导航系统精度较低,而视觉导航虽然具有信号探测范围广,获取信息完整等优点,但需处理的实时图像数据量巨大,实时性较差。
近年来,SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)技术从理论研究到实际应用,发展十分迅速,这种在确定自身位置的同时构造环境模型的方法,可用来解决机器人定位导航问题。其中,激光SLAM技术利用激光雷达作为传感器,获取地图数据,使机器人实现同步定位与地图构建,这是目前最稳定、最可靠、高性能的SLAM方式。
扫地机器人
就拿现在卖的最好的扫地机器人来说,过去,由于激光雷达价格过于昂贵,多数扫地机器人厂家只能放弃激光SLAM技术,被迫选择随机碰撞寻路系统,就是边撞边找路,这也就是为什么用户普遍反应扫地机器人智能程度不够,过了新鲜劲就只能放在角落吃灰。
现在,低成本激光雷达面市也有一段时间,但是市面上真的能做到路径规划的扫地机器人却寥寥无几。一是安装了激光雷达后,虽然可以得到环境的轮廓信息,但需要利用算法进行后期处理,建模后才能得到真正的地图数据;二是他们普遍擅长研究新的吸尘模式或擦地模式,对于环境建模算法的开发能力不够,无法自己完成;三是扫地机器人不同于其他服务机器人,需要独特的贴边清扫、折回清扫、多房间自主导航等功能,目前已有的开源ROS系统,只能实现简单的建图且难以集成,无法满足扫地机器人的实际需要。厂家们普遍表示急需一款可以快速集成的芯片,不需要二次开发,直接安装在已有扫地机器人上,就可以完成路径规划、全面覆盖清扫等功能。
送餐机器人
最近一段时间,机器人餐厅这样的概念已经不是什么新鲜事了,开业的时候吸引眼球,大批人围观,过段时间就会发现“机器人只能沿着固定线路送餐,加上餐厅人员走动大,机器人不懂得躲闪,上菜容易洒落打翻,甚至造成安全事故”,机器人服务员最终被老板“炒了鱿鱼”。
送餐机器人厂家也进行了更新优化,除了现有的电磁导航外,还在机器人身上安装了激光雷达,希望可以改善用户体验。事实上,安装激光雷达后,所能实现的功能非常有限,比如它可以在行走途中感应前方障碍物,并自动停止行走。
激光雷达作为SLAM的核心传感器,其重要性不言而喻。但是,移动机器人要实现完全自主移动,必然不能单单依靠激光雷达本身,其背后的高精度地图、核心算法才是更重要的影响因素,也是更值得我们关注的领域。
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移动机器人被应用于哪方面?
移动机器人可以应用于工业、农业、医疗、城市安全与服务、国防,甚至空间探测等诸多领域。
移动机器人是一个集环境、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。
它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果,代表了机电一体化的最高成就,是目前科学技术发展最活跃的领域之一。