วิธีการนำทางของหุ่นยนต์ติดตามคืออะไร?

เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ของหุ่นยนต์ติดตามฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับวิธีการนำทางของเครื่องจักรที่น่าทึ่งเหล่านี้ ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะแบ่งปันวิธีการนำทางที่พบบ่อยที่สุดกับคุณในหุ่นยนต์ที่ติดตามและวิธีการทำงาน

1. GPS - ระบบตำแหน่งทั่วโลก

GPS เป็นหนึ่งในวิธีการนำทางที่รู้จักกันดีที่สุด มันใช้ในอุปกรณ์พวงทั้งหมดตั้งแต่สมาร์ทโฟนของเราไปจนถึงรถยนต์และแน่นอนว่าหุ่นยนต์ติดตาม วิธีการทำงานนั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา ดาวเทียม GPS โคจรรอบโลกและส่งสัญญาณอย่างต่อเนื่อง ตัวรับสัญญาณ GPS บนหุ่นยนต์ที่ติดตามจะรับสัญญาณเหล่านี้ โดยการคำนวณเวลาที่ใช้สำหรับสัญญาณในการเดินทางจากดาวเทียมไปยังผู้รับหุ่นยนต์สามารถหาตำแหน่งที่แน่นอนบนโลกใบนี้

วิธีนี้เหมาะสำหรับการนำทางกลางแจ้งโดยเฉพาะในพื้นที่เปิดโล่งขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่นหากคุณใช้ไฟล์แพลตฟอร์มหุ่นยนต์ติดตามสำหรับการสำรวจทางการเกษตรในฟาร์มขนาดใหญ่ GPS สามารถช่วยให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับคุณภาพดินหรือสุขภาพของพืช อย่างไรก็ตาม GPS มีข้อ จำกัด มันทำงานไม่ได้ดีเพราะสัญญาณไม่สามารถเจาะอาคารได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ในพื้นที่ที่มีอาคารสูงหรือใบไม้หนาแน่นสัญญาณสามารถถูกบล็อกหรือสะท้อนกลับนำไปสู่การวางตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

2. ระบบนำทางเฉื่อย (INS)

ระบบนำทางเฉื่อยเป็นวิธีการนำทางที่สำคัญอีกวิธีหนึ่งสำหรับหุ่นยนต์ที่ติดตาม INS ใช้เครื่องเร่งความเร็วและไจโรสโคปเพื่อวัดความเร่งของหุ่นยนต์และอัตราเชิงมุม accelerometer สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในความเร็วของหุ่นยนต์ในขณะที่ไจโรสโคปวัดจำนวนหุ่นยนต์หมุน

จากการวัดเหล่านี้ INS สามารถคำนวณตำแหน่งความเร็วและการวางแนวของหุ่นยนต์ มันเป็นระบบที่มีตัวเองซึ่งหมายความว่ามันไม่ได้พึ่งพาสัญญาณภายนอกเช่น GPS สิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์มากในสถานที่ที่ไม่มี GPS เช่นภายในเหมืองหรือในอุโมงค์ใต้ดิน

สมมติว่าคุณมีไฟล์ทุกภูมิประเทศติดตามหุ่นยนต์อัจฉริยะที่ต้องสำรวจเหมืองเก่า INS สามารถติดตามการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ในขณะที่มันคลานผ่านทางที่มืดและแคบ แต่ข้อเสียของ INS คือข้อผิดพลาดสามารถสะสมเมื่อเวลาผ่านไป ยิ่งหุ่นยนต์ทำงานได้นานเท่าไหร่การคำนวณตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องก็จะกลายเป็น

3. การนำทางด้วยภาพ

Visual Navigation ใช้กล้องเพื่อช่วยให้หุ่นยนต์ติดตามเข้าใจสภาพแวดล้อม มีเทคนิคการนำทางด้วยภาพที่แตกต่างกัน วิธีการทั่วไปอย่างหนึ่งคือการใช้สถานที่สำคัญ หุ่นยนต์ถูกตั้งโปรแกรมให้จดจำวัตถุหรือรูปแบบเฉพาะในสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่นมันอาจมองหาธงสีแดงหรืออาคารที่มีรูปร่างไม่เหมือนใคร ด้วยการเปรียบเทียบภาพที่จับได้อย่างต่อเนื่องกับฐานข้อมูลที่เก็บไว้ล่วงหน้าของสถานที่สำคัญหุ่นยนต์สามารถหาได้ว่ามันอยู่ที่ไหน

อีกเทคนิคหนึ่งคือการแปลและการทำแผนที่พร้อมกัน (SLAM) ด้วย SLAM หุ่นยนต์สร้างแผนที่ของสภาพแวดล้อมในขณะเดียวกันก็กำหนดตำแหน่งของตัวเองภายในแผนที่นั้น มันใช้อัลกอริทึมเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลภาพจากกล้องและสร้างแบบจำลอง 3 มิติของพื้นที่ที่สำรวจ

การนำทางด้วยภาพมีประโยชน์อย่างมากในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและไดนามิก อันหุ่นยนต์สไตล์ Crawlerพร้อมกับการนำทางด้วยภาพสามารถนำทางผ่านคลังสินค้าที่รกหลีกเลี่ยงอุปสรรคเช่นพาเลทและอุปกรณ์อื่น ๆ แต่การนำทางด้วยภาพอาจได้รับผลกระทบจากสภาพแสง หากมันมืดเกินไปหรือสว่างเกินไปกล้องอาจไม่สามารถจับภาพที่ชัดเจนซึ่งอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดการนำทาง

4. การนำทางด้วยเลเซอร์

การนำทางด้วยเลเซอร์หรือที่รู้จักกันในชื่อ LIDAR (การตรวจจับแสงและแสง) เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับหุ่นยนต์ที่ติดตามจำนวนมาก LiDAR ทำงานโดยการเปล่งคานเลเซอร์และวัดเวลาที่ใช้เวลาในการให้แสงย้อนกลับจากวัตถุในสภาพแวดล้อม จากการวัดเหล่านี้หุ่นยนต์สามารถสร้างแผนที่ 3 มิติโดยละเอียดของสภาพแวดล้อม

วิธีนี้มีความแม่นยำมากและสามารถตรวจจับอุปสรรคจากระยะไกล ตัวอย่างเช่นในการตั้งค่าอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ที่ติดตามโดยใช้ LiDAR สามารถนำทางผ่านพื้นโรงงานหลีกเลี่ยงเครื่องจักรและคนงาน หุ่นยนต์สามารถปรับเส้นทางได้อย่างรวดเร็วหากตรวจจับอุปสรรคในทาง

อย่างไรก็ตามระบบ LIDAR อาจมีราคาค่อนข้างแพง นอกจากนี้พวกเขาอาจทำงานได้ไม่ดีในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นหรือหมอกจำนวนมากเนื่องจากลำแสงเลเซอร์สามารถกระจัดกระจายได้ทำให้ยากต่อการวัดระยะทางที่แม่นยำ

5. การนำทางอัลตราโซนิก

การนำทางอัลตราโซนิกใช้คลื่นอัลตราโซนิกในการตรวจจับวัตถุและนำทาง หุ่นยนต์ปล่อยคลื่นเสียงความถี่สูงและเมื่อคลื่นเหล่านี้กระทบวัตถุพวกมันก็เด้งกลับมา ด้วยการวัดเวลาที่ใช้ในการส่งคลื่นเสียงหุ่นยนต์สามารถคำนวณระยะทางไปยังวัตถุได้

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีราคาไม่แพงและติดตั้งง่าย พวกเขามักจะใช้ในหุ่นยนต์ที่ติดตามขนาดเล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับอุปสรรคระยะสั้น ตัวอย่างเช่นหุ่นยนต์ที่ติดตามการศึกษาขนาดเล็กอาจใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อหลีกเลี่ยงการชนผนังในห้องเรียน

แต่การนำทางอัลตราโซนิกมีข้อ จำกัด ช่วงของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมักจะมี จำกัด และอาจไม่สามารถตรวจจับวัตถุที่บางหรือนุ่มได้อย่างแม่นยำ

การเลือกวิธีการนำทางที่เหมาะสม

ในฐานะซัพพลายเออร์ฉันรู้ว่าการเลือกวิธีการนำทางที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ สภาพแวดล้อมที่หุ่นยนต์จะทำงานเป็นปัจจัยสำคัญ หากเป็นแอปพลิเคชั่นกลางแจ้งเปิด - อวกาศ GPS อาจเป็นตัวเลือกที่ดี สำหรับการดำเนินงานในร่มหรือใต้ดิน Ins หรือการนำทางด้วยภาพอาจเหมาะสมกว่า

ความซับซ้อนของงานก็มีความสำคัญเช่นกัน หากหุ่นยนต์จำเป็นต้องทำงานที่แม่นยำในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกการรวมกันของวิธีการนำทางที่แตกต่างกันอาจจำเป็น ตัวอย่างเช่นหุ่นยนต์ที่ใช้สำหรับการค้นหาและช่วยเหลืออาจใช้ GPS สำหรับการวางตำแหน่งทั่วไปกลางแจ้งจากนั้นเปลี่ยนไปใช้การนำทางด้วยภาพและเลเซอร์เมื่อเข้าสู่อาคาร

ค่าใช้จ่ายเป็นอีกการพิจารณา ระบบนำทางบางอย่างเช่น LiDAR อาจมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงในขณะที่เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีราคาไม่แพงมาก ดังนั้นงบประมาณของลูกค้าจึงมีบทบาทสำคัญในการตัดสินใจ - กระบวนการทำ

ทำไมต้องเลือกหุ่นยนต์ที่ติดตามของเรา

บริษัท ของเรานำเสนอหุ่นยนต์ติดตามที่หลากหลายพร้อมความสามารถในการนำทางที่แตกต่างกัน ไม่ว่าคุณจะต้องการหุ่นยนต์สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมการสำรวจทางการเกษตรหรือวัตถุประสงค์ทางการศึกษาเรามีทางออกที่เหมาะสมสำหรับคุณ หุ่นยนต์ของเราได้รับการออกแบบให้เชื่อถือได้มีประสิทธิภาพและใช้งานง่าย

เราเข้าใจว่าลูกค้าทุกคนมีข้อกำหนดเฉพาะดังนั้นเราสามารถปรับแต่งระบบนำทางของหุ่นยนต์ของเราตามความต้องการของคุณ หากคุณต้องการหุ่นยนต์ที่มีวิธีการนำทางที่เฉพาะเจาะจงหรือหากคุณมีแอปพลิเคชันพิเศษในใจเพียงแจ้งให้เราทราบ

หากคุณสนใจที่จะซื้อหุ่นยนต์ที่ติดตามของเราฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อกับเรา เราสามารถมีการอภิปรายอย่างละเอียดเกี่ยวกับความต้องการของคุณและช่วยให้คุณเลือกระบบหุ่นยนต์และระบบนำทางที่เหมาะสมที่สุด ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมเสมอที่จะให้การสนับสนุนด้านเทคนิคและคำแนะนำแก่คุณ

การอ้างอิง

• "หุ่นยนต์มือถือ: คณิตศาสตร์รุ่นและวิธีการ" โดย Tim Barfoot
• "หุ่นยนต์วิสัยทัศน์และการควบคุม: อัลกอริทึมพื้นฐานใน MATLAB" โดย Peter Corke

นั่นคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับวิธีการนำทางของหุ่นยนต์ติดตาม ฉันหวังว่าโพสต์บล็อกนี้จะเป็นประโยชน์กับคุณ หากคุณมีคำถามใด ๆ หรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติมอย่าลังเลที่จะติดต่อ รอคอยที่จะได้ยินจากคุณเร็ว ๆ นี้!