Уз стално побољшање сензорске технологије, интелигентне технологије и рачунарске технологије, интелигентни мобилни робот моћи ће да игра људску улогу у производњи и животу. Дакле, који су главни аспекти технологије позиционирања мобилних робота? Закључено је да тренутно мобилни роботи углавном имају ових пет технологија позиционирања.
Ултразвучна технологија навигације и позиционирања мобилног робота
Принцип рада ултразвучне навигације и позиционирања је такође сличан ласерском и инфрацрвеном. Обично се ултразвучни талас емитује из одашиљачке сонде ултразвучног сензора, а ултразвучни талас се враћа у пријемни уређај када наиђе на препреке у медијуму.
Примањем ултразвучног рефлексионог сигнала који се преноси сам, и израчунавањем удаљености ширења с према временској разлици и брзини ширења ултразвучног преноса и пријема еха, може се добити растојање од препреке до робота, односно постоји формула : С=ТВ / 2, у којем је Т - временска разлика између ултразвучног преноса и пријема; В - брзина таласа ултразвучног таласа који се шири у медијуму.
Наравно, многи мобилни роботи користе посебне уређаје за одашиљање и пријем у технологији навигације и позиционирања. Више пријемних уређаја распоређено је на мапи животне средине, а сонде за пренос су инсталиране на мобилном роботу.
У навигацији и позиционирању мобилних робота, тешко је у потпуности добити информације о окружењу због дефеката ултразвучних сензора, као што су зрцална рефлексија и ограничен угао снопа. Због тога се ултразвучни сензорски систем састављен од више сензора обично користи за успостављање одговарајућег модела окружења. Информације које прикупља сензор преносе се у систем управљања мобилног робота путем серијске комуникације. Затим систем управљања усваја одређени алгоритам за обраду одговарајућих података према прикупљеном сигналу и утврђеном математичком моделу, а могу се добити и информације о окружењу положаја робота.
Због предности ниске цене, велике брзине прикупљања информација и високе резолуције, ултразвучни сензор се већ дуже време широко користи у навигацији и позиционирању мобилног робота. Штавише, није му потребна сложена технологија снимања при прикупљању информација о животној средини, па има велику брзину и добре перформансе у реалном времену.
Визуелна навигација и технологија позиционирања мобилног робота
У систему визуелне навигације и позиционирања, начин навигације уградње камере возила у робота на основу локалног вида широко се користи у земљи и иностранству. У овом навигационом режиму, управљачка опрема и сензорски уређаји учитавају се на тело робота, а одлуке на високом нивоу, попут препознавања слике и планирања путање, довршава управљачки рачунар на возилу.
Визуелни систем за навигацију и позиционирање углавном укључује: камеру (или ЦЦД сензор слике), опрему за дигитализацију видео сигнала, брзи процесор сигнала заснован на ДСП -у, рачунар и његове периферне уређаје итд. Тренутно многи роботски системи користе ЦЦД сензоре слике. Основни елемент је низ силиконских сликовних елемената. Фотоосјетљиви елементи и уређаји за пријенос набоја конфигурирани су на подлози. Узастопним преносом набоја, видео сигнали више пиксела се уклањају дељењем времена и узастопно. На пример, резолуција слике прикупљене помоћу ЦЦД сензора може бити од 32 × 32 до 1024 × 1024 пиксела итд.
Принцип рада система за визуелну навигацију и позиционирање је једноставно оптичко процесирање окружења око робота. Прво се камера користи за прикупљање података о слици, компримовање прикупљених информација, а затим их шаље назад у подсистем за учење састављен од неуронске мреже и статистичких метода, затим подсистем за учење повезује прикупљене информације о слици са стварном позицијом робота да би се довршила аутономна функција навигације и позиционирања робота.
Глобални позициони систем
У данашње време, у примени интелигентне роботске навигације и технологије позиционирања, опћенито је усвојена метода диференцијалног динамичког позиционирања псеудо опсега. Референтни пријемник и динамички пријемник користе се за заједничко посматрање четири ГПС сателита, а тродимензионалне координате положаја робота у одређеном времену и тренутку могу се добити према одређеном алгоритму. Диференцијално динамичко позиционирање елиминише грешку сателитског сата. За кориснике удаљене 1000 км од референтне станице, може уклонити грешку сателитског сата и тропосферску грешку, па може значајно побољшати тачност динамичког позиционирања.
Међутим, у мобилној навигацији, на тачност позиционирања мобилног ГПС пријемника утичу услови сателитског сигнала и окружење на путу, као и грешка у сату, грешка у простирању, шум пријемника и многи други фактори. Због тога су тачност позиционирања и поузданост саме ГПС навигације ниске. Због тога магнетни компас и оптички кодни диск и ГПС подаци за навигацију. Осим тога, ГПС навигациони систем није погодан за унутрашњу или подводну роботску навигацију и роботске системе са високом тачношћу положаја.
Технологија оптичке навигације и позиционирања мобилног робота
Типична метода навигације и позиционирања оптичког рефлекса углавном користи ласерски или инфрацрвени сензор за мерење удаљености. И ласер и инфрацрвена веза користе технологију рефлексије светлости за навигацију и позиционирање.
Ласерски систем глобалног позиционирања се генерално састоји од ласерског ротационог механизма, огледала, фотоелектричног пријемног уређаја и уређаја за прикупљање и пренос података.
Током рада, ласер се емитује према споља кроз ротирајући механизам огледала. Када се скенира кооперативни путни знак састављен од задњег рефлектора, одбијено светло обрађује фотоелектрични пријемник као сигнал детекције, покреће програм за прикупљање података, чита податке кодираног диска ротирајућег механизма (измерена угаона вредност мете) , а затим га пренети на горњи рачунар ради обраде података путем комуникације, Према познатом положају и откривеним подацима путног знака, може се израчунати тренутни положај и смер сензора у координатном систему путног знака, како би се постигло сврху даље навигације и позиционирања.
Ласерски домет има предности уског снопа, доброг паралелизма, малог расејања и високе резолуције правца домета, али га такође веома ометају фактори околине. Стога, велики проблем представља и начин уклањања прикупљеног сигнала при коришћењу ласерског рангирања. Осим тога, у ласерском домету постоје слепе области, па је тешко остварити навигацију и позиционирање само ласером. У индустријским апликацијама се обично користи у детекцији индустријског поља у одређеном опсегу, као што је откривање пукотина на цевоводима.
Инфрацрвена технологија детекције често се користи у систему за избјегавање препрека са више зглобова робота за формирање велике површине робота [ГГ]; роботска рука.
Типични инфрацрвени сензор укључује полупроводничку светлосну диоду која може емитовати инфрацрвену светлост и чврсту фотодиоду која се користи као пријемник. Модулирани сигнал се преноси путем инфрацрвене цеви која емитује светлост, а инфрацрвена фотоосетљива цев прима инфрацрвено модулирани сигнал који рефлектује мета. Уклањање сметњи инфрацрвеног светла у окружењу гарантује се модулацијом сигнала и посебним инфрацрвеним филтером. Нека излазни сигнал ВО представља излазни напон интензитета одбијене светлости, тада је ВО функција удаљености између сонде и обратка: ВО=ф (к, П), где је п - коефицијент рефлексије обратка. П је повезан са површинском бојом и храпавошћу мете. Кс - растојање између сонде и обратка.
Када је обрадак сличан циљ са истом п вредношћу, Кс и ВО одговарају један по један. Кс се може добити интерполацијом експерименталних података мерења близине различитих мета. На овај начин, позиција робота од циљног објекта може се мерити инфрацрвеним сензором, а затим се мобилним роботом може управљати и позиционирати другим методама обраде информација.
Иако позиционирање инфрацрвеног сензора такође има предности велике осетљивости, једноставне структуре и ниске цене, због високе резолуције угла и резолуције мале удаљености, често се користе као сензори близине у мобилним роботима за откривање приближавања или наглих препрека кретања, што је згодно да људи роботи зауставе препреке у хитним случајевима.
Слам Тецхнологи
Већина водећих услужних роботских предузећа усваја слем технологију. Шта је слем технологија? Укратко, слем технологија односи се на читав процес позиционирања робота, мапирање и планирање путање у непознатом окружењу.
Слам (истовремена локализација и мапирање), будући да је предложен 1988. године, углавном се користи за проучавање интелигенције кретања робота. За потпуно непознато унутрашње окружење, опремљено језгром сензора као што је лидар, технологија слема може помоћи роботу да изгради мапу унутрашњег окружења и помогне роботу да самостално хода.
СЛАМ проблем се може описати као: робот почиње да се креће са непознате позиције у непознатом окружењу, лоцира се према процени положаја и подацима сензора, и истовремено гради инкременталну мапу.
Приступи имплементације слем технологије углавном укључују вСЛАМ, ВиФи слем и лидар слам.
1. ВСЛАМ (визуелни СЛАМ)
Односи се на навигацију и истраживање помоћу дубинских камера као што су камера и Кинецт у затвореном окружењу. Његов принцип рада је једноставно извођење оптичке обраде у окружењу робота. Прво се камера користи за прикупљање података о слици, компримовање прикупљених информација, а затим их враћа у подсистем за учење састављен од неуронске мреже и статистичких метода, а затим подсистем за учење повезује прикупљене информације о слици са стварним положајем робот, Довршите аутономну функцију навигације и позиционирања робота.
Међутим, вСЛАМ за затворене просторе је још увек у фази истраживања и далеко је од практичне примене. С једне стране, количина прорачуна је превелика, што захтева високе перформансе роботског система; С друге стране, карте које генерише вСЛАМ (углавном облаци тачака) не могу се користити за планирање путање робота, што захтева даље истраживање и истраживање.
2．Вифи － СЛАМ
Односи се на употребу различитих сензорских уређаја у паметним телефонима за позиционирање, укључујући ВиФи, ГПС, жироскоп, акцелерометар и магнетометар, и цртање тачне унутрашње карте из добијених података помоћу машинског учења, препознавања узорака и других алгоритама. Добављача ове технологије компанија Аппле је купила 2013. Непознато је да ли је Аппле применио ВиФи слем технологију на иПхоне, тако да су сви корисници иПхонеа еквивалентни ношењу малог робота за цртање. Нема сумње да тачније позиционирање не само да погодује мапи, већ и чини све апликације које зависе од локације (ЛБС) тачнијим.
3．Лидар СЛАМ
Односи се на употребу лидара као сензора за добијање података карте, тако да робот може остварити синхроно позиционирање и конструкцију карте. Што се саме технологије тиче, она је након година верификације била прилично зрела, али уско грло високих трошкова лидара [ГГ] #39 треба хитно решити.
Гоогле -ови аутомобили без возача користе ову технологију. Лидар инсталиран на крову долази из компаније велодине из Сједињених Држава и продаје се за више од 70000 долара. Овај лидар може емитовати 64 ласерска зрака у околину када се окреће великом брзином. Када ласер додирне околне објекте и врати се, може израчунати растојање између каросерије возила и околних објеката. Рачунарски систем тада црта фину 3Д топографску карту према тим подацима, а затим је комбинује са мапом високе резолуције за генерисање различитих модела података за рачунарски систем на возилу. Лидар чини половину цене целог возила, што је такође један од разлога зашто се беспилотна возила компаније Гоогле [ГГ] #39 не могу масовно производити.
Лидар има карактеристике снажне усмерености, која може ефикасно осигурати тачност навигације и прилагодити се унутрашњем окружењу. Међутим, лидар слем се није добро показао на пољу роботске унутрашње навигације, јер је цена лидара прескупа.