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如何快速实现自主移动机器人的开发?

近年来,机器换人已逐渐在全球范围内普及开来,从工业、农业、医疗到商用市场的不断蔓延,机器人出现前所未有的市场机遇。尤其在商用服务机器人领域,在商场、酒店、餐厅、银行、医院等公共场所,各类形态迥异,能听会说的机器人出现在大众的视野,它们化身商场导购员、餐厅服务员、酒店送物员等多种角色。在这些服务机器人中有一个共同点,那就是自主移动,对于服务机器人来说,自主移动是其最核心,也是开发难度最高的技术之一。

移动机器人开发自主移动机器人涉及的主要技术

环境感知

对于目前的室内机器人来说,主要以激光雷达为主,并需要借助其他传感器实现有效融合。单一传感器进行环境感知大多有其难以克服的弱点,而多传感器的融合,通过将不同传感器的信息冗余、互补,几乎能使机器人覆盖所有的空间检测,全方位提升机器人的感知能力,因此利用激光雷达,结合超声波、深度摄像头、防跌落等传感器获取信息,来实现机器人对周围环境的感知成为各国学者研究的热点。

自主移动机器人环境感知

自主定位

要实现机器人的自主行走,定位是其必备的核心技术。目前,在业内普遍利用的是SLAM技术,SLAM被定义为解决 “机器人从未知环境的未知地点出发,在运动过程中通过重复观测到的地图特征(比如,墙角,柱子等)定位自身位置和姿态,再根据自身位置增量式的构建地图,从而达到同时定位和地图构建的目”的问题方法的统称。

自主移动机器人自主定位

路径规划

路径规划主要依据某个或某些优化准则(如行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作环境中找到一条从起始状态到目标状态的最优路径,并同时避开障碍物。

目前,路径规划可分为全局路径规划与局部路径规划,全局路径规划主要是在已知环境中进行的,路径规划的精度取决于环境获取的准确度,全局路径规划可以找到最优解,但是需要预先知道环境的准确信息,当环境发生变化,如出现未知障碍物时,就需要涉及到局部路径规划了。

局部路径规划的工作环境是完全未知或部分可知的,侧重于考虑机器人当前的局部环境信息,让机器人具有良好的避障能力。通过传感器对机器人的工作环境进行探测,以获取障碍物的位置和几何性质等信息,这种规划需要搜集环境数据,并且对该环境模型的动态更新能够随时进行校正。

自主移动机器人路径规划

如何快速实现自主移动机器人的开发?

研发周期长,试错成本高一直是业内最大的痛点,为帮助企业快速实现自主移动机器人的开发,市面早已有出现一些定位导航技术提供商,思岚科技作为最早进入自主定位导航技术企业,其产品已成熟被应用于各大知名的服务机器人中,在业内占据了大部分市场份额。

目前,思岚科技主要以激光雷达、模块化自主定位导航系统及通用型机器人底盘作为其核心产品线。对于一些想快速占领市场风口的服务机器人企业来说,机器人底盘无疑是最好的选择,不仅可以帮助机器人企业快速解决自主移动技术的研发难题,还能实现成本的降低。

思岚科技机器人底盘雅典娜

被定义为机器人“双腿”的移动底盘,承载了机器人的定位、导航、路径规划等多种功能,以思岚科技近期发布的通用机器人底盘Athena雅典娜来说,其内置高性能自主定位导航系统套件SLAM Cube,具备完善的定位导航与路径规划能力,机身小巧灵动,配置齐全,对紧凑环境的适应能力强,并可搭载不同应用满足各类机器人的开发需求。

Athena雅典娜支持激光+视觉双重导航,除了激光雷达,还融合了超声波、深度摄像头、一体式超声波、防跌落、防碰撞等多种传感器。即使在超大场景的未知环境中,Athena雅典娜也能帮助机器人实现环境感知、自主定位、路径规划及避障等多种功能。

思岚科技雅典娜底盘采用多传感器融合技术最重要的是,这台集众多功能为一体的高性能机器人底盘,批量售价能达到万元以下级别,仅需一台智能手机的价格便唾手可得。同时,Athena雅典娜支持自主搭乘电梯,市面上的大部分电梯系统都能与其有效互联。实现自主上下电梯,到达指定地点,并且可随时随地查看所处楼层位置。

除此之外,Athena雅典娜还能满足电源开关、控制接口等硬件标准化要求,实现相关接口的有效连接,并支持WIFI、4G通讯等。采用无刷电机技术,噪音更低。

经历了数年的发展,移动机器人已逐步摆脱了人为控制迈向智能化行走。站在企业的角度来说,机器人底盘产品的出现,不仅降低了企业研发自主移动机器人的难题,还能在成本上实现进一步突破,基于Athena雅典娜研发的移动机器人产品甚至有可能达到2万元以下。

关键字:移动机器人开发,自主移动机器人,机器人

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