關(guān)于激光導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人的智能相關(guān)技術(shù)

（文章來(lái)源：仙知機(jī)器人）

伴隨移動(dòng)機(jī)器人（AGV）產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，激光導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人以其自主、靈活、高效、精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)成為市場(chǎng)上最受歡迎的移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品，并在工業(yè)制造、商用服務(wù)等諸多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及各大新媒體平臺(tái)的作用下，激光導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品逐漸走進(jìn)大眾視野，成為人們生活中的屢見(jiàn)不鮮的“新物種”。但是對(duì)絕大多數(shù)的普通大眾而言，激光導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人是如何工作的，好似成為了新的世界未解之謎，讓大家百思不得其解。

激光導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人要想完成作業(yè)任務(wù)，首先得解決這三個(gè)基本問(wèn)題：“我在哪兒？”、“我要到哪里去？”、“我應(yīng)該怎樣去？”。而要解決這三個(gè)問(wèn)題就需要對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位、建立地圖及路徑規(guī)劃。只有解決了這三個(gè)問(wèn)題才能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航，完成一系列的運(yùn)輸工作。

這時(shí)需要提及的是SLAM技術(shù)，SLAM意為即時(shí)定位與地圖構(gòu)建。它解決的就是移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境中如何進(jìn)行自主導(dǎo)航的問(wèn)題。激光導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人采用的是激光SLAM技術(shù)，工作原理是通過(guò)激光雷達(dá)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行信息采集，呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準(zhǔn)確角度和距離信息的點(diǎn)，被稱(chēng)為點(diǎn)云。

密密麻麻的點(diǎn)云信息集合起來(lái)就會(huì)形成一張地圖，把這張地圖存儲(chǔ)在移動(dòng)機(jī)器人中，當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)行時(shí)通過(guò)實(shí)時(shí)的點(diǎn)云信息與存儲(chǔ)的地圖進(jìn)行匹配與對(duì)比，計(jì)算激光雷達(dá)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離和姿態(tài)的改變，也就完成了對(duì)機(jī)器人自身的定位。這時(shí)就解決了“我在哪兒？”的問(wèn)題。

當(dāng)完成地圖構(gòu)建與機(jī)器人定位之后，解決“我要到哪里去”的問(wèn)題就會(huì)變得相對(duì)簡(jiǎn)單。在地圖中設(shè)定一個(gè)目標(biāo)位置，并把目標(biāo)位置告訴移動(dòng)機(jī)器人，移動(dòng)機(jī)器人便可以明確“我要到哪里去”。

相對(duì)較難的是“我應(yīng)該怎樣去”的問(wèn)題，因?yàn)樵谌サ侥繕?biāo)位置過(guò)程中，一方面是路徑規(guī)劃與路徑選擇，如何才能找到到達(dá)目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑；一方面是去往目標(biāo)位置過(guò)程中可能會(huì)遇到各種各樣的障礙，即自主導(dǎo)航及自主避障。而且，在移動(dòng)機(jī)器人去往目標(biāo)位置時(shí)可能會(huì)由于定位丟失或其它因素導(dǎo)致無(wú)法精確到達(dá)指定位置。

這一系列問(wèn)題的背后，都與移動(dòng)機(jī)器人的算法緊密相連。掌握了最為核心的算法之后，“我應(yīng)該怎樣去”的問(wèn)題就會(huì)變得簡(jiǎn)單起來(lái)。從導(dǎo)航算法來(lái)看，由于激光導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人又分為激光反光板導(dǎo)航與激光自然輪廓導(dǎo)航兩種，它們的算法也不一樣。

激光反光板導(dǎo)航通過(guò)激光雷達(dá)持續(xù)地發(fā)射激光脈沖，由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將激光脈沖按一定角度間隔（角度分辨率）發(fā)射向掃描角度內(nèi)的各個(gè)方向而形成一個(gè)以徑向坐標(biāo)為基準(zhǔn)的二維掃描面。激光雷達(dá)通過(guò)識(shí)別掃描范圍內(nèi)的物體表面反射率，來(lái)識(shí)別激光反光板的位置信息，再通過(guò)最少三個(gè)反光板的位置計(jì)算出激光雷達(dá)所在的AGV的位置和姿態(tài)信息。

而激光自然輪廓導(dǎo)航則是通過(guò)激光掃描儀對(duì)自然環(huán)境（如墻壁、柱子或其它固定物體）進(jìn)行測(cè)量、學(xué)習(xí)，結(jié)合自身所攜帶的內(nèi)部傳感器（編碼器、IMU等）和外部傳感器（激光傳感器）來(lái)對(duì)自身進(jìn)行定位。它的算法會(huì)融合激光、編碼器、陀螺儀等多種傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

而在解決了“我在哪兒？”、“我要到哪里去？”、“我應(yīng)該怎樣去？”這三個(gè)基本問(wèn)題之后，相信大家對(duì)移動(dòng)機(jī)器人是如何工作的便有了答案。最后值得一提的是，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，假如網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀況不佳，地面不平整、有坑洞，移動(dòng)機(jī)器人行徑路線有行人等不可預(yù)見(jiàn)的障礙，也會(huì)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人安全順利的完成工作產(chǎn)生一定的阻礙。這時(shí)便需要多種方式來(lái)確保移動(dòng)機(jī)器人安全運(yùn)行。

作為一站式移動(dòng)機(jī)器人方案專(zhuān)家，面對(duì)各種復(fù)雜場(chǎng)景，仙知機(jī)器人都有不同的解決方案。如移動(dòng)機(jī)器人在多個(gè)AP的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中運(yùn)行，仙知解決方案可通過(guò)選配Wi－Fi漫游功能來(lái)確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性；如地面有坑洞，可選配3D相機(jī)進(jìn)行識(shí)別檢測(cè)，根據(jù)配置選擇停障或繞行；如車(chē)間有流動(dòng)的工人，可使用雙激光移動(dòng)機(jī)器人、碰撞條等多種防范措施確保機(jī)器人安全運(yùn)行。