在實現(xiàn)機(jī)器人智能行走中會涉及到視覺、超聲波、紅外線、激光雷達(dá)等多種傳感器,每種傳感器都有其不同的功能及優(yōu)缺點。相比其他傳感器,激光雷達(dá)傳感器優(yōu)勢更為明顯,在實現(xiàn)機(jī)器人自主定位導(dǎo)航中占據(jù)了主導(dǎo)地位。
視覺傳感器:主要利用單目、雙目攝像頭、深度攝像機(jī)、視頻信號數(shù)字化設(shè)備或基于DSP的快速信號處理器等其他外部設(shè)備獲取圖像,然后對周圍的環(huán)境進(jìn)行光學(xué)處理,將采集到的圖像信息進(jìn)行壓縮,反饋到由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計學(xué)方法構(gòu)成的學(xué)習(xí)子系統(tǒng),然后由子系統(tǒng)將采集到的圖像信息與機(jī)器人的實際位置聯(lián)系起來,完成定位。
視覺傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單,安裝方式多元化及無傳感器探測距離限制,成本低等優(yōu)點,但受環(huán)境光影響較大、在暗處(無紋理區(qū)域)無法工作。
超聲波傳感器:主要是通過發(fā)射探頭發(fā)射出超聲波,超聲波在介質(zhì)中遇到障礙物而返回接收裝置。通過接收自身發(fā)射的超聲波反射信號,根據(jù)超聲波發(fā)出及回波接收時間差及傳播速度,計算出傳播距離,就能得到障礙物與機(jī)器人之間的距離。
超聲波傳感器可以識別玻璃、鏡子等透明材質(zhì),但易受天氣及周圍環(huán)境(鏡面反射或者有限的波束角)以及障礙物陰影、表面粗糙等外界環(huán)境的影響,且適用范圍較小,測距距離較短。
紅外線傳感器:主要是通過紅外線IR標(biāo)識發(fā)射調(diào)制的紅外射線,通過安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器接收進(jìn)行定位。
紅外傳感器具有測距距離遠(yuǎn),測量范圍廣,相應(yīng)時間短等優(yōu)點,但檢測的最小距離太大,對于似乎黑體、透明的物體無法檢測距離,只適合短距離傳播,且在有遮擋物的情況下無法正常工作,需要在每個房間、走廊安裝接收天線、鋪設(shè)導(dǎo)航,總體來說應(yīng)用于機(jī)器人定位導(dǎo)航領(lǐng)域造價過高,且過于繁瑣。
相比于其他傳感器,激光雷達(dá)傳感器具有測量精度高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強(qiáng)等優(yōu)點,因而,在當(dāng)年誕生了一大批激光雷達(dá)企業(yè),產(chǎn)品主要以單線激光雷達(dá)為主,多見于室內(nèi)移動機(jī)器人的應(yīng)用,但當(dāng)時的激光雷達(dá)產(chǎn)品價格過于昂貴,基本都在萬元級別,一般企業(yè)難以承受如此高昂的價格。國內(nèi)思嵐科技為了打破這一瓶頸,創(chuàng)立了一套新的玩法,即采用圖像的方法進(jìn)行激光雷達(dá)傳感器的設(shè)計,無需測量光傳輸?shù)臅r間,而是拍攝激光到達(dá)目標(biāo)物體后在攝像頭上呈現(xiàn)的畫面,根據(jù)遠(yuǎn)近不同導(dǎo)致相機(jī)畫面尺寸的變化來求得距離。同時,思嵐科技還在生產(chǎn)方面做出了努力:思嵐科技建立自主研發(fā)的自動化生產(chǎn)線,在控制良品率的同時還能夠降低生產(chǎn)成本。
經(jīng)過多年在機(jī)器人定位導(dǎo)航領(lǐng)域及相關(guān)核心傳感器方面的潛心研發(fā)及實踐,基于思嵐科技激光雷達(dá)及導(dǎo)航方案的服務(wù)機(jī)器人已遍布于各大服務(wù)機(jī)器人中,如家用掃地機(jī)器人、商用餐廳機(jī)器人、酒店機(jī)器人等。此外,海外的科研機(jī)構(gòu)及IEEE論文中也有思嵐科技激光雷達(dá)的身影。除了服務(wù)機(jī)器人行業(yè),思嵐科技在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用也在逐步拓展中。
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