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智能搬运机器人“眼睛”的未来:3D视觉导航方案

上传时间:2020-02-27来源:欧洲杯足球网

搬运机器人,顾名思义,指用来完成搬运作业的机器人。工业领域一般采用轮式驱动。


搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人,也就是人们常提到的AGV(自动引导车)中的一个主流大类。随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术逐步发展,以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用,智能搬运机器人作为必要的自动化搬运装卸手段,其应用范围和技术水平都得到了迅猛的发展。



据可靠数据显示,世界上使用的搬运机器人已逾10万台,部分发达国家更是制定出人工搬运的最大限度,规定超过限度的必须由智能搬运机器人来完成。大大减轻了人类繁重的体力劳动。



机器人搬运的优点是可以通过编程完成各种预期的任务,在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势,尤其体现出了人工智能和适应性。智能搬运机器人发展至今,衍生出了多种导航方式。目前比较主流的智能搬运机器人导航方式有:电磁导航、磁条导航、二维码导航、激光导航,以及3D视觉导航。

对以上这些导航方案稍加了解(参考以下表格),便不难看出,从成本、安全性和技术先进性等方面来看,3D视觉导航方案优势明显,无疑是AGV搬运机器人导航方案中最有应用前景的方向。

智能搬运机器人导航方案对比


欧洲杯足球网独特的3D视觉导航在工业搬运机器人(AGV)领域具有明显的优势。

视觉导航方案的优势

成本上,采用3D视觉进行自主定位和避障,无需安装定位激光雷达(或仅使用低成本激光雷达),且后期维护成本低;
易用性上,可在地图上任意规划路径,方便路径切换;

安全和稳定性上,采用3D视觉,信息丰富,导航稳定,避障时不仅可以停障、绕障,还可以负尺度避障(检测坑洼),这点上激光雷达所不能做到的。

欧洲杯足球网研发团队多年深耕研发了包括深度传感器和智能算法的深度视觉系统。视觉系统赋予机器人三维感知能力,体现在AGV上,通过1. 自研专用传感器,2. 独特的三维空间表达方式,3. 海量的工业现场数据,可精确感知周围环境,完成自身的定位、避障、导航等功能。除工业搬运机器人外,深度视觉系统同样体现在机器人抓取、检测、识别等产品应用中。




「双目测距原理」示意图


此外,视觉导航与被观测对象完全无接触,因此对观测与被观测对象,都不会产生任何损伤,十分安全可靠。AGV小车在完成自动化搬运装卸作业时,除了要保证AGV 自身安全以及AGV各功能的正常运行,还要在最大可能的范围内保护人员和运行环境设施的安全。这样的安全诉求,3D视觉导航方案可很好的满足。

最后从技术先进上来说,视觉导航无疑是最为前沿的技术,可以有效规避其他4种传统AGV导航方案的大部分缺点。而事实上,双目视觉传感器作为3D视觉导航最为广泛依赖的硬件,也早已走入了搬运机器人导引方案的落地应用中。


视觉传感器发展方向


当然,纯双目视觉方案也并非“万金油”,亦存在计算复杂、受光照和物体纹理性质影响较大等局限性,离广泛应用于人们的生产和生活中还存在一定距离。


双目结构光(又称主动双目)惯导相机的方案的诞生,不止解决了单一被动光双目在黑暗和无纹理环境下的工作问题,相较结构光和ToF方案,还规避了相机间相互干扰的问题,可以更好适应室外强烈阳光的环境,获得更远的工作距离、更高的精度和更低的成本,可广泛适用于更多的应用场景。这其中,就包含AGV搬运机器人的导航方案应用。


视觉导引AGV方案的发展前景


虽然视觉导引AGV方案,目前还没能像电磁导引和激光导引AGV那样广泛使用,但显而易见的是,随着视觉导航技术在实用性、鲁棒性和测量精度方面的不断进步和突破,成为AGV搬运机器人乃至更多应用领域机器人的“眼睛”,必是大势所趋。

综合来讲,没有视觉,机器人就没有眼睛。从产业自动化发展趋势而言,未来的机器人的视觉功能会逐步增强。视觉当前可以让机器人(AGV)导航更稳定,更安全,未来可以更加智能,做更加复杂的工作!




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