Bit-titjib kontinwu tat-teknoloġija tas-sensing, it-teknoloġija intelliġenti u t-teknoloġija tal-informatika, ir-robot mobbli intelliġenti se jkun jista 'jkollu rwol uman fil-produzzjoni u l-ħajja. Allura x'inhuma l-aspetti ewlenin tat-teknoloġija tal-pożizzjonament tar-robot mobbli? Huwa konkluż li bħalissa, ir-robots mobbli prinċipalment għandhom dawn il-ħames teknoloġiji ta' pożizzjonament.
Teknoloġija ultrasonika ta 'navigazzjoni u pożizzjonament għal robot mobbli
Il-prinċipju tax-xogħol tan-navigazzjoni u l-pożizzjonament ultrasoniku huwa wkoll simili għal dak tal-lejżer u l-infra-aħmar. Normalment, il-mewġa ultrasonika tiġi emessa mis-sonda li tittrażmetti tas-sensur ultrasoniku, u l-mewġa ultrasonika terġa' lura għall-apparat riċevitur meta jiltaqgħu ma' ostakli fil-midjum.
Billi tirċievi s-sinjal ta' riflessjoni ultrasonika trażmess minnha nnifisha, u billi tikkalkula d-distanza tal-propagazzjoni s skont id-differenza fil-ħin u l-veloċità tal-propagazzjoni tat-trażmissjoni ultrasonika u r-riċezzjoni tal-eku, id-distanza mill-ostaklu għar-robot tista' tinkiseb, jiġifieri, hemm formula: S = TV / 2, li fiha T - id-differenza fil-ħin bejn it-trażmissjoni ultrasonika u r-riċeviment; V - veloċità tal-mewġ tal-propagazzjoni tal-mewġ ultrasoniku fil-medja.
Naturalment, ħafna robots mobbli jużaw apparati separati ta 'trasmissjoni u riċeviment fit-teknoloġija tan-navigazzjoni u l-pożizzjonament. Apparati li jirċievu multipli huma rranġati fil-mappa ambjentali, u s-sondi tat-trażmissjoni huma installati fuq ir-robot mobbli.
Fin-navigazzjoni u l-pożizzjonament tar-robots mobbli, huwa diffiċli li tinkiseb bis-sħiħ l-informazzjoni dwar l-ambjent tal-madwar minħabba d-difetti tas-sensuri ultrasoniċi, bħar-riflessjoni spekulari u l-angolu limitat tar-raġġ. Għalhekk, is-sistema ta 'sensuri ultrasoniċi magħmula minn sensuri multipli normalment tintuża biex tistabbilixxi l-mudell ambjentali korrispondenti, L-informazzjoni miġbura mis-senser hija trażmessa lis-sistema ta' kontroll tar-robot mobbli permezz ta 'komunikazzjoni serjali. Imbagħad is-sistema ta' kontroll tadotta ċertu algoritmu biex tipproċessa d-dejta korrispondenti skont is-sinjal miġbur u l-mudell matematiku stabbilit, u tista' tinkiseb l-informazzjoni dwar l-ambjent tal-pożizzjoni tar-robot.
Minħabba l-vantaġġi ta 'spiża baxxa, rata mgħaġġla ta' akkwist ta 'informazzjoni u riżoluzzjoni ta' firxa għolja, sensur ultrasoniku ntuża ħafna fin-navigazzjoni u l-pożizzjonament ta 'robot mobbli għal żmien twil. Barra minn hekk, m'għandhiex bżonn teknoloġija ta 'immaġni kumplessa meta tiġbor informazzjoni ambjentali, għalhekk għandha veloċità ta' firxa mgħaġġla u prestazzjoni tajba f'ħin reali.
Navigazzjoni viżwali u teknoloġija tal-pożizzjonament tar-robot mobbli
Fis-sistema viżwali tan-navigazzjoni u l-pożizzjonament, il-mod tan-navigazzjoni tal-installazzjoni tal-kamera tal-vettura fir-robot ibbażat fuq il-viżjoni lokali jintuża ħafna fid-dar u barra. F'dan il-mod ta 'navigazzjoni, it-tagħmir ta' kontroll u l-apparat ta 'sensing jitgħabbew fuq il-korp robot, u d-deċiżjonijiet ta' livell għoli bħar-rikonoxximent tal-immaġni u l-ippjanar tal-mogħdija jitlestew mill-kompjuter ta 'kontroll abbord.
In-navigazzjoni viżwali u s-sistema ta 'pożizzjonament prinċipalment tinkludi: kamera (jew sensur tal-immaġni CCD), tagħmir għad-diġitizzazzjoni tas-sinjal tal-vidjow, proċessur tas-sinjal veloċi bbażat fuq DSP, kompjuter u l-periferali tiegħu, eċċ. Fil-preżent, ħafna sistemi tar-robot jużaw sensuri tal-immaġni CCD. L-element bażiku huwa ringiela ta' elementi tal-immaġni tas-silikon. Elementi fotosensittivi u tagħmir għat-trasferiment taċ-ċarġ huma kkonfigurati fuq sottostrat. Permezz tat-trasferiment sekwenzjali tal-imposti, is-sinjali bil-vidjo ta' pixels multipli jinħarġu mill-qsim tal-ħin u b'mod sekwenzjali. Pereżempju, ir-riżoluzzjoni tal-immaġni miġbura mis-sensur tas-CCD taż-żona tista' tkun minn 32 × 32 sa 1024 × 1024 pixels, eċċ.
Il-prinċipju tax-xogħol tas-sistema viżwali tan-navigazzjoni u l-pożizzjonament huwa sempliċement li tipproċessa l-ambjent b'mod ottiku madwar ir-robot. L-ewwel, il-kamera tintuża biex tiġbor l-informazzjoni dwar l-immaġni, tikkompressa l-informazzjoni miġbura, u mbagħad tagħtiha lura għal subsistema ta 'tagħlim magħmula minn netwerk newrali u metodi statistiċi, Imbagħad is-sottosistema tat-tagħlim tgħaqqad l-informazzjoni tal-immaġni miġbura mal-pożizzjoni attwali tar-robot biex tlesti l-funzjoni awtonoma tan-navigazzjoni u l-pożizzjonament tar-robot.
sistema ta' pożizzjonament globali
Illum il-ġurnata, fl-applikazzjoni ta 'teknoloġija intelliġenti ta' navigazzjoni u pożizzjonament tar-robot, il-metodu ta 'pożizzjonament dinamiku differenzjali tal-firxa psewdo huwa ġeneralment adottat. Ir-riċevitur ta' referenza u r-riċevitur dinamiku jintużaw biex josservaw erba' satelliti tal-GPS flimkien, u l-koordinati tal-pożizzjoni tridimensjonali tar-robot f'ċertu ħin u mument jistgħu jinkisbu skont ċertu algoritmu. Il-pożizzjonament dinamiku differenzjali jelimina l-iżball fl-arloġġ tas-satellita. Għall-utenti 1000km 'il bogħod mill-istazzjon ta' referenza, jista 'jelimina l-iżball tal-arloġġ tas-satellita u l-iżball troposferiku, sabiex ikun jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-preċiżjoni dinamika tal-pożizzjonament.
Madankollu, fin-navigazzjoni mobbli, il-preċiżjoni tal-pożizzjonament tar-riċevitur mobbli tal-GPS hija affettwata mill-kundizzjonijiet tas-sinjal bis-satellita u l-ambjent tat-triq, kif ukoll l-iżball tal-arloġġ, l-iżball tal-propagazzjoni, l-istorbju tar-riċevitur u ħafna fatturi oħra. Għalhekk, il-preċiżjoni tal-pożizzjonament u l-affidabbiltà tan-navigazzjoni tal-GPS waħedhom huma baxxi. Għalhekk, boxxla manjetika u diska tal-kodiċi ottiku u dejta tal-GPS għan-navigazzjoni. Barra minn hekk, is-sistema tan-navigazzjoni tal-GPS mhijiex adattata għan-navigazzjoni fuq ġewwa jew taħt l-ilma tar-robot u għas-sistemi tar-robots bi preċiżjoni ta' pożizzjoni għolja.
Navigazzjoni ta 'riflessjoni ottika u teknoloġija ta' pożizzjonament għal robot mobbli
Il-metodu tipiku tan-navigazzjoni u l-pożizzjonament tar-riflessjoni ottika juża prinċipalment sensur tal-lejżer jew tal-infra-aħmar biex ikejjel id-distanza. Kemm laser kif ukoll infra-aħmar jużaw teknoloġija ta 'riflessjoni tad-dawl għan-navigazzjoni u l-pożizzjonament.
Sistema ta 'pożizzjonament globali bil-lejżer hija ġeneralment magħmula minn mekkaniżmu li jdur bil-lejżer, mera, apparat li jirċievi fotoelettriku u apparat għall-akkwist u t-trażmissjoni tad-dejta.
Matul l-operazzjoni, il-lejżer joħroġ 'il barra mill-mekkaniżmu tal-mera li jdur. Meta s-sinjal kooperattiv tat-triq magħmul minn riflettur b'lura jiġi skennjat, id-dawl rifless jiġi pproċessat mir-riċevitur fotoelettriku bħala s-sinjal ta' detezzjoni, jibda l-programm tal-akkwist tad-dejta, aqra d-dejta tad-diska tal-kodiċi tal-mekkaniżmu li jdur (il-valur tal-angolu mkejjel tal-mira), u mbagħad jittrażmettih lill-kompjuter ta' fuq għall-ipproċessar tad-dejta permezz tal-komunikazzjoni, Skont il-pożizzjoni magħrufa u l-informazzjoni misjuba tas-sinjal tat-triq, il-pożizzjoni u d-direzzjoni attwali tas-senser fis-sistema ta' koordinati tas-sinjali tat-triq jistgħu jiġu kkalkulati, sabiex jinkiseb l-għan ta' aktar navigazzjoni u pożizzjonament.
Il-laser ranging għandu l-vantaġġi ta 'raġġ dejjaq, paralleliżmu tajjeb, tifrix żgħir u riżoluzzjoni ta' direzzjoni ta 'medda għolja, iżda huwa wkoll disturbat ħafna minn fatturi ambjentali. Għalhekk, kif tiddenonunzja s-sinjal miġbur meta tuża laser ranging hija wkoll problema kbira. Barra minn hekk, hemm żoni għomja fil-firxa tal-lejżer, għalhekk huwa diffiċli li tirrealizza navigazzjoni u pożizzjonament bil-lejżer biss, F'applikazzjonijiet industrijali, ġeneralment tintuża fl-iskoperta tal-kamp industrijali f'firxa speċifika, bħall-iskoperta ta 'xquq tal-pipeline.
It-teknoloġija ta 'detezzjoni tal-infra-aħmar ħafna drabi tintuża f'sistema multi konġunta ta' evitar ta 'ostakli tar-robot biex tifforma żona kbira ta' robot "ġilda sensittiva", li tkopri l-wiċċ tad-driegħ robot u tista 'tiskopri diversi oġġetti li wieħed jiltaqa' magħhom fit-tħaddim tad-driegħ robot.
Senser tipiku tal-infra-aħmar jinkludi dajowd li jarmi d-dawl fi stat solidu li jista' jarmi dawl infra-aħmar u fotodajowd fi stat solidu użat bħala riċevitur. Is-sinjal modulat huwa trasmess mit-tubu infra-aħmar li jarmi d-dawl, u t-tubu fotosensittiv infrared jirċievi s-sinjal modulat infra-aħmar rifless mill-mira. L-eliminazzjoni tal-interferenza tad-dawl infra-aħmar ambjentali hija ggarantita mill-modulazzjoni tas-sinjal u l-filtru infra-aħmar speċjali. Ħalli s-sinjal tal-ħruġ VO jirrappreżenta l-output tal-vultaġġ tal-intensità tad-dawl rifless, allura VO hija funzjoni tad-distanza bejn is-sonda u l-biċċa tax-xogħol: VO = f (x, P), fejn p - il-koeffiċjent tar-riflessjoni tal-biċċa tax-xogħol. P huwa relatat mal-kulur tal-wiċċ u l-ħruxija tal-mira. X - id-distanza bejn is-sonda u l-biċċa tax-xogħol.
Meta l-biċċa tax-xogħol tkun mira simili bl-istess valur p, X u VO jikkorrispondu wieħed wieħed. X tista' tinkiseb billi tiġi interpolata d-dejta sperimentali tal-kejl tal-qrubija ta' diversi miri. B'dan il-mod, il-pożizzjoni tar-robot mill-oġġett fil-mira tista 'titkejjel permezz ta' sensur tal-infra-aħmar, u mbagħad ir-robot mobbli jista 'jiġi nnavigat u pożizzjonat b'metodi oħra ta' pproċessar ta 'informazzjoni.
Għalkemm il-pożizzjonament tas-sensur tal-infra-aħmar għandu wkoll il-vantaġġi ta 'sensittività għolja, struttura sempliċi u spiża baxxa, minħabba r-riżoluzzjoni ta' angolu għoli tagħhom u r-riżoluzzjoni ta 'distanza baxxa, ħafna drabi jintużaw bħala sensuri ta' prossimità fir-robots mobbli biex jiskopru ostakli ta 'moviment li joqorbu jew f'daqqa, li huwa konvenjenti għan-nies robot biex iwaqqfu l-ostakli f'emerġenza.
Teknoloġija Slam
Ħafna mill-intrapriżi robot tas-servizz ewlenin fl-industrija jadottaw teknoloġija slam. X'inhi t-teknoloġija slam? Fil-qosor, it-teknoloġija slam tirreferi għall-proċess kollu tal-pożizzjonament tar-robot, l-immappjar u l-ippjanar tal-mogħdijiet f'ambjent mhux magħruf.
Slam (lokalizzazzjoni simultanja u mmappjar), peress li ġie propost fl-1988, jintuża prinċipalment biex jistudja l-intelliġenza tal-moviment robot. Għal ambjent ta 'ġewwa kompletament mhux magħruf, mgħammar b'sensuri ewlenin bħal lidar, it-teknoloġija slam tista' tgħin lir-robot jibni mappa tal-ambjent ta 'ġewwa u jgħin lir-robot jimxi b'mod indipendenti.
Il-problema slam tista 'tiġi deskritta bħala: ir-robot jibda jiċċaqlaq minn pożizzjoni mhux magħrufa f'ambjent mhux magħruf, isib ruħu skont l-istima tal-pożizzjoni u d-dejta tas-sensur, u jibni mappa inkrementali fl-istess ħin.
L-approċċi ta 'implimentazzjoni tat-teknoloġija slam prinċipalment jinkludu vSLAM, WiFi slam u lidar slam.
1. VSLAM (SLAM viżwali)
Jirreferi għan-navigazzjoni u l-esplorazzjoni b'kameras tal-fond bħall-kamera u Kinect fl-ambjent ta' ġewwa. Il-prinċipju tax-xogħol tiegħu huwa sempliċement li jwettaq ipproċessar ottiku fuq l-ambjent tal-madwar tar-robot. L-ewwelnett, il-kamera tintuża biex tiġbor l-informazzjoni dwar l-immaġni, tikkompressa l-informazzjoni miġbura, u mbagħad tagħtiha lura għal subsistema ta 'tagħlim magħmula minn netwerk newrali u metodi statistiċi, u mbagħad is-sottosistema tat-tagħlim tgħaqqad l-informazzjoni tal-immaġni miġbura mal-pożizzjoni attwali tar-robot, Imla n-navigazzjoni awtonoma u l-funzjoni tal-pożizzjonament tar-robot.
Madankollu, il-vSLAM ta 'ġewwa għadu fl-istadju tar-riċerka u huwa 'l bogħod mill-applikazzjoni prattika. Minn naħa waħda, l-ammont tal-kalkolu huwa kbir wisq, li jeħtieġ prestazzjoni għolja tas-sistema tar-robot; Min-naħa l-oħra, il-mapep iġġenerati mill-vSLAM (l-aktar sħab tal-punti) ma jistgħux jintużaw għall-ippjanar tal-mogħdijiet tar-robots, li jeħtieġ aktar esplorazzjoni u riċerka.
2.Wifi-SLAM
Jirreferi għall-użu ta 'varjetà ta' apparati ta 'sensing fit-telefowns intelliġenti għall-ippożizzjonar, inklużi WiFi, GPS, ġiroskopju, aċċellerometru u manjetometru, u tpinġi mappa preċiża fuq ġewwa mid-dejta miksuba permezz ta' tagħlim awtomatiku, rikonoxximent tal-mudell u algoritmi oħra. Il-fornitur ta' din it-teknoloġija nkiseb mit-tuffieħ fl-2013. Mhux magħruf jekk Apple applikatx it-teknoloġija WiFi slam għall-iPhone, sabiex l-utenti kollha tal-iPhone huma ekwivalenti għall-ġarr ta 'robot ta' tpinġija żgħira. M'hemm l-ebda dubju li pożizzjonament aktar preċiż mhux biss iwassal għall-mappa, iżda jagħmel ukoll l-applikazzjonijiet kollha dipendenti fuq il-post (LBS) aktar preċiżi.
3.Lidar SLAM
Jirreferi għall-użu tal-lidar bħala senser biex tinkiseb dejta tal-mappa, sabiex ir-robot ikun jista 'jirrealizza pożizzjonament sinkroniku u kostruzzjoni tal-mappa. F'dak li għandu x'jaqsam mat-teknoloġija nnifisha, din kienet pjuttost matura wara snin ta' verifika, iżda l-konġestjoni tal-ispiża għolja tal-lidar jeħtieġ li tiġi solvuta b'mod urġenti.
Karozzi mingħajr sewwieq google jużaw din it-teknoloġija. Il-lidar installat fuq is-saqaf ġej minn kumpanija tal-bellus tal-Istati Uniti u jbiegħ għal aktar minn $ 70000. Dan il-lidar jista 'jarmi 64 raġġi tal-lejżer għall-madwar meta jdur b'veloċità għolja. Meta l-lejżer imiss l-oġġetti tal-madwar u jirritorna, jista 'jikkalkula d-distanza bejn il-bodi tal-vettura u l-oġġetti tal-madwar. Is-sistema tal-kompjuter imbagħad tiġbed mappa topografika 3D fina skont din id-dejta, u mbagħad tgħaqqadha mal-mappa b'riżoluzzjoni għolja biex tiġġenera mudelli ta' dejta differenti għas-sistema tal-kompjuter abbord. Lidar jammonta għal nofs l-ispiża tal-vettura kollha, li tista 'tkun ukoll waħda mir-raġunijiet għaliex il-vetturi mingħajr bdot abbord ta' Google ma jistgħux jiġu prodotti bil-massa.
Lidar għandu l-karatteristiċi ta 'direttità qawwija, li jistgħu jiżguraw b'mod effettiv l-eżattezza tan-navigazzjoni u jadattaw għall-ambjent ta' ġewwa. Madankollu, is-slam tal-lidar ma marx tajjeb fil-qasam tan-navigazzjoni fuq ġewwa tar-robot, minħabba li l-prezz tal-lidar huwa għali wisq.