SICK 激光掃描器助力智能機(jī)器人從科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)

>> 星球大戰(zhàn)7即將上映，的科幻迷都在翹首以盼。大家對(duì)電影中機(jī)智、勇敢的宇航機(jī)器人R2-D2一定印象深刻。隨著對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的日漸重視，人們也期盼著智能化、實(shí)用化的機(jī)器人從科幻真正走進(jìn)我們生活。

《星球大戰(zhàn)》中的R2-D2和它的好基友C-3PO

智能機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用

在美國(guó)的硅谷，就有一家創(chuàng)業(yè)公司，懷著這樣的夢(mèng)想將機(jī)器人引入了現(xiàn)實(shí)世界。該公司研發(fā)的機(jī)器人已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)在真實(shí)復(fù)雜的場(chǎng)景中行進(jìn)，替代人工實(shí)現(xiàn)全天候的巡邏。

在停車場(chǎng)、生產(chǎn)車間和辦公園區(qū)內(nèi)等環(huán)境中，現(xiàn)有的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和安防輪換機(jī)制存在著空檔和漏洞。全天候24小時(shí)的人工巡邏成本高，并且很大程度上受限于人員的精力及敬業(yè)程度。這時(shí)讓機(jī)器人配合傳統(tǒng)安防力量顯然成為了*選擇。

有了安防機(jī)器人的幫忙，*叔叔可就省心了

科技界*微軟選擇了該機(jī)器人，作為總部安防力量中重要的中堅(jiān)力量，在夜間或傳統(tǒng)人力難以覆蓋的園區(qū)內(nèi)執(zhí)行巡邏任務(wù)。

傳感技術(shù)在機(jī)器人的應(yīng)用

正如眼耳鼻等感知器官對(duì)人的作用，實(shí)時(shí)感知周邊環(huán)境是智能機(jī)器人所有工作的基礎(chǔ)、因此傳感技術(shù)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位。

智能機(jī)器人包含了激光掃描器（也稱為激光雷達(dá) Lidar）、GPS，高清攝像頭、麥克風(fēng)、熱感成像、紅外傳感、超聲波測(cè)距、氣體探測(cè)等等各類傳感器。借助這些傳感器，機(jī)器人才得以實(shí)現(xiàn)能“看”，能“聽(tīng)”，能“聞”，能“感知”的智能進(jìn)化。

一只看似簡(jiǎn)單的索尼機(jī)器狗身上裝備了各式各樣的傳感器

激光掃描器的作用

對(duì)于安防機(jī)器人，一個(gè)核心的挑戰(zhàn)就是如何讓機(jī)器人在復(fù)雜的環(huán)境中自主的實(shí)現(xiàn)巡邏。

位置信息可以借助GPS傳感器，但如果僅僅只有位置是無(wú)法在真實(shí)環(huán)境中運(yùn)作的。在街道、廠區(qū)、停車場(chǎng)等位置，通道及障礙物（比如車輛）的位置經(jīng)常發(fā)生變化，單純依靠值位置規(guī)劃的固定路徑，機(jī)器人將寸步難行。

此時(shí)，可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集周邊輪廓距離信息的激光掃描器在此處就可大展身手。如下圖，機(jī)器人頂部及腰部分別安裝了兩套SICK LMS111激光掃描器，在機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中采集周邊環(huán)境輪廓值，生成數(shù)據(jù)點(diǎn)云信息傳輸給主控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下功能：

1）導(dǎo)航：通過(guò)SLAM算法（Simultaneous Localization and Mapping, 同步定位與建圖），機(jī)器人構(gòu)建了周邊環(huán)境的增量式地圖，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主定位和導(dǎo)航。

2）避障：無(wú)論固定還是移動(dòng)的障礙物，通過(guò)激光掃描器提供的輪廓數(shù)據(jù)，都可以實(shí)時(shí)檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)智能避障。

3）警戒：?jiǎn)慰繑z像頭采集到平面圖像信息，無(wú)法對(duì)侵入者的實(shí)際位置進(jìn)行判斷。借助激光掃描器的實(shí)際距離檢測(cè)值，安防機(jī)器人可以準(zhǔn)確的檢測(cè)侵入者的位置，執(zhí)行不同的警戒等級(jí)。

激光掃描器LMS111的安裝位置

安防機(jī)器人通過(guò)激光掃描器產(chǎn)生的周邊輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建實(shí)時(shí)地圖

為何選擇SICK激光掃描器？

SICK公司是*的傳感器領(lǐng)域?qū)＜?。作?批推出商用激光掃描器的公司，從1993上市*款產(chǎn)品，超過(guò)20年的研發(fā)、生產(chǎn)及服務(wù)為SICK在激光掃描器領(lǐng)域積累了業(yè)界的豐富經(jīng)驗(yàn)。

SICK切實(shí)的理解客戶的需求的是可以在真實(shí)環(huán)境中穩(wěn)定工作的產(chǎn)品而非實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)，因此除了保證基本的測(cè)量性能，大量的軟硬件措施被用于保障傳感器在各類環(huán)境，特別是惡劣的室外環(huán)境中的穩(wěn)定性能。

客戶的信賴：

♥ 在的港口，數(shù)以千計(jì)的SICK激光掃描器在戶外保障大型港機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

♥ 在世界各地從南到北的公路鐵路，眾多的產(chǎn)品忠實(shí)的記錄監(jiān)控著交通狀況。

♥ 在各大物流倉(cāng)儲(chǔ)中心，SICK的激光掃描器為AGV的不可替代的導(dǎo)航及避障功能發(fā)揮作用。

♥ 創(chuàng)新產(chǎn)品如波士頓動(dòng)力的機(jī)器狗以及Google的地形采集車上，SICK LMS是*的環(huán)境輪廓數(shù)據(jù)傳感器。

LMS111激光掃描器

在綜合評(píng)估測(cè)試了市場(chǎng)上的同類激光掃描器各項(xiàng)參數(shù)性能，客戶選擇了SICK LMS111產(chǎn)品作為該款室外型機(jī)器人的傳感部件。

作為一款檢測(cè)距離20米，掃描頻率可達(dá)50Hz的體積緊湊型激光掃描器。SICK公司為它配備了適合室外應(yīng)用的IP67高防護(hù)等級(jí)外殼以及內(nèi)部加熱功能（適合工作溫度-30～+50°C） 。

除此之外，配合設(shè)備內(nèi)部高速硬件處理電路以及多年經(jīng)驗(yàn)積累的算法，LMS111擁有多次回波技術(shù)、前鏡污染自檢、霧氣過(guò)濾、顆粒物過(guò)濾等眾多適應(yīng)室外雨雪霧及粉塵等惡劣天氣的獨(dú)門秘籍。保障了掃描器在室外的穩(wěn)定工作性能。