Блок инерциальных измерений (IMU) является основой различных мобильных систем, включая промышленных роботов, роботов-гуманоидов, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и иммерсивные системы смешанной реальности. Хотя каждое приложение предъявляет разные конкретные требования к этим системам, разработчики всегда сталкиваются с проблемой - обеспечение все более точных данных о направлении и движении в реальном времени для таких приложений, как автономные мобильные роботы (AMR).
В этой статье кратко обсуждаются различные уникальные проблемы, с которыми сталкивается позиционирование AMR. Затем представим передовые IMU от Analog Devices и продемонстрируем, как использовать эти IMU в помещениях с покрытием системы глобального позиционирования (GPS) для решения этих проблем, одновременно извлекая уроки из более широкого междоменного использования.
Почему позиционирование представляет собой проблему для разработчиков AMR?
AMR имеет решающее значение для производительности умных заводов и складов, поскольку помогает упростить потоки материалов, сократить отходы и улучшить использование. Обеспечение точного размещения AMR в учреждении является ключом к успеху. В специально построенных учреждениях сложность обнаружения УПП можно облегчить путем тщательного размещения целей (опорных маркеров) или оптимизации планировки, но большинство УПП встречается в традиционных учреждениях. В этих объектах постоянно меняющееся освещение, отражающие поверхности и сложные геометрические формы в совокупности затрудняют позиционирование.
Более того, отсутствие унифицированной инфраструктуры, такой как стандартизированная ширина каналов или предсказуемая разметка земли, означает, что роботам приходится решать более сложные задачи навигации и картографирования.
Характер навигационной среды создает две основные эксплуатационные проблемы. один
Во-первых, роботы должны эффективно планировать путь, чтобы определить оптимальный маршрут в окружающей среде на основе текущих условий.
Во-вторых, роботы должны иметь возможность точно определять и постоянно обновлять свое положение и направление в режиме реального времени во время движения.
В помещениях без покрытия GPS для достижения этих двух целей необходимо полностью полагаться на бортовые сенсорные возможности и вычислительные ресурсы.
Для решения этих проблем AMR использует комбинацию различных типов датчиков. Система визуального восприятия, включающая камеры, системы обнаружения света и определения дальности (LiDAR) и радар, может предоставить обширные данные об окружающей среде. Например, системы одометров, такие как колесные энкодеры и инерциальные измерительные блоки (IMU), напрямую отслеживают движение роботов на основе их движения. Хотя каждый тип датчиков имеет уникальные преимущества: некоторые хороши для обнаружения на большом расстоянии, а другие хороши для точного обнаружения, каждый тип также имеет свои ограничения. Благодаря разумному сочетанию AMR может обеспечить необходимую избыточность и диапазон покрытия, тем самым сохраняя точность в непредсказуемых динамических условиях.