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室内机器人导航技术解读

 

机器人能实现智能移动是现下研究的一大热点,定位导航技术作为实现机器人自主移动的关键技术,其主要目的在于机器人能在无人干预的情况下,按照预先给定的任务命令,根据已知的地图信息做出路径规划,并在移动过程中,实时感知周围环境,根据实际情况调整自身的位置与姿态,引导自身安全的行走,直至到达目的地。

目前,在室内机器人导航技术中主要涉及到以下几种:惯性导航、电磁导航、二维码导航、视觉导航及激光导航等。

惯性导航

惯性导航主要是依靠陀螺仪、加速度计等惯性传感器获取位置、速度等信息,成本较低,但容易造成累计误差,在面积较大的复杂环境中,惯性导航的弊端会逐渐显现出来,可以说是一种较为初级的室内机器人定位导航技术。

 

电磁导航

电磁导航也被称为地下埋线导航,是一种较为传统的导航方式,主要是通过在行走路径上埋设多条引导电缆,分别流过不同频率的电流,通过感应线圈对电流的检测来感知路径信息,该技术简单实用,但其成本高,改造和维护困难,且不适用于长距离导航。

 

二维码导航

二维码导航主要是通过摄像头扫描地面上已铺设好的二维码,通过解析二维码信息来获取机器人当前位置,这种导航方式通常与惯性导航相结合,实现精准定位。具有定位精确;铺设改变路径较为容易;便于控制通讯及对声光无干扰等优点。但路径需要定期维护,如果在复杂的场地,则二维码需要经常更换,对对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格,另外对场地平整度有一定要求,相对来说价格较高

 

视觉导航

视觉导航是指机器人利用视觉系统(单目摄像头或者双目摄像头)实现自主定位与地图创建。使用摄像头拍摄的图片,先经过特征提取、匹配、SFM来确定周围环境,当机器需要定位或正常运动时,再使用拍摄图片的特征跟structure匹配,来定位自身。这样可以精确的解决机器人运动的问题,其具有成本较低,定位精确等优点,但视觉导航技术对使用环境(地面、光线等)要求较高,运行的地面需要有纹理信息,当运行场地面积较大,绘制导航地图的时间相比激光导航会长,而且该技术目前还不够成熟。

 

激光导航

激光导航主要是采用2D或3D激光雷达,应用于机器人上主要以2D激光雷达为主,通过激光雷达,机器人可以实时采集周围环境信息,并对采集到的环境信息呈现出一系列分散的、具有准确角度和距离的点云数据,通过对不同时刻的两片点云数据进行匹配与比对,计算激光雷达相对运动的距离和姿态的改变,也就完成了对机器人本身的定位。

激光雷达的出现使得测量更加精准,误差模型更简单,在室内环境中运行稳定,当然,除了室内,针对室外(即使是强光直射)环境也同样有运行稳定的激光雷达。另外,由于点云信息本身包含直接的几何关系,使得机器人的路径规划和导航变的更为直观。

在以上机器人定位导航技术中,激光导航技术相对来说更为成熟,也是目前较为主流的室内机器人定位导航技术,多见于室内服务机器人中应用。在室内机器人导航技术中以思岚科技为主的激光导航技术已广泛用于餐厅机器人、酒店机器人、银行机器人、商场机器人等。

思岚科技主要以激光雷达作为核心传感器,通过结合自主研发的自主定位导航系统,可使机器人实现自主定位、自动建图、路径规划与自动避障等功能,即使在各种复杂环境中,也能使机器人行动自如。

目前,思岚科技的激光导航方案已遍布于亚欧美洲20多个国家和地区,服务超过2000家企业用户,个人用户累计超过10万。作为全球最早从事机器人自主定位导航技术的企业,思岚科技市场占有率已高达70%以上,其成熟的室内机器人导航技术已应用于微软、壳牌、优必选、科大讯飞、软银等知名企业服务机器人项目中。

 

关键字:室内机器人导航技术,机器人定位导航

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