Movella MTI——在复杂的室外地形中精确追踪自动机器人车辆位置

Movella MTI——在复杂的室外地形中精确追踪自动机器人车辆位置

首页休闲益智追踪车更新时间:2024-06-19

一般来说,在室内设计地面自动车辆(AGVs)比在室外使用更容易。例如,在仓库内,在由墙壁包围的平坦地面上,以及沿固定的专用路线移动,这些路线上有航行障碍或准则,这有助于消除与人或其他物体发生碰撞的风险。

很少有公司能够成功客服制造机器人车辆这一更困难的挑战,因为机器人车辆可以部署在室外更为复杂的地形上。该领域的先驱者之一是位于德国雷根斯堡附近的Innok Robotics。它们使用厘米级精度追踪技术来追踪其地面自动车辆机器人,该解决方案是一种利用复杂的输入进行航迹推算的形式。该解决方案中使用到了Movella的MTi-30 AHRS移动型追踪器。


Innok Robotics旨在为用户提供完全自主工作的机器人,如INDUROS运输机器人或RAINOS自动浇灌机器人,以及模块化开发平台,研究人员和制造商可以使用其作为AGVs基础的应用程序以创建具有特定功能的AGVs。Innok Robotics技术还在为新的应用开发一系列新的标准这其中就包含自动导航系统,例如在校园仓库或工业园区之间的机器人地面运输系统。

Innok Robotics的设计必须同时解决机械和计算机问题。机械问题一般是由操作条件引起的,例如,在农业灌溉机器人的开发平台中他们必须考虑到因地形问题所导致的攀爬和下斜坡等问题,在设计中他们尽可能的将机器人设计成在土壤或岩石上的移动就像在沥青上一样舒适,并可在各种天气和温度下运行。


The Innok Robotics AGVs牵引系统可以处理所有类型的地形--即使是极端的地形结构也没有问题。


因此,Innok公司正在密切关注在生产它们AGVs的环境密封和牵引系统中使用的材料。

Innok Robotics解决的主要计算问题是同步映射和定位。当机器人在一个仓库这样稳定、封闭且平坦的环境中运行时这非常好控制,但在室外情况将更加复杂,室外是没有边界的,地形必须用3D扫描技术来绘制,并且随着植物的生长或修剪、汽车的停放或开走等情况,场景会不断变化。

Innok Robotics已经开发了一个解决方案,可以应用于各种各样的用户定义的空间。解决方案成功的关键取决于他们是否有能力在所有三个维度的已知起点上不断精确地跟踪机器人的运动。为了实现这一功能,他们为其模块化开发平台选择了Xsens MTi-30 AHRS(姿态和方向参考系统),这是一种能够在3D位置中测量加速度的运动跟踪系统,并以磁北为基准。AHRS将原始的加速度数据与其陀螺仪和磁力计数据进行融合,以生成滚动、俯仰和偏航的预估值,这些预估值最高可以400Hz频率进行更新。

Innok Robotics技术实施的一个典型例子是其具有专业性的AGVs——Rainos——一个完全自动化的系统,可用于浇灌草坪和花坛。

这是一个高度专业化的机器人应用程序,对于专业园丁来说,它有很高的价值,他们通常被家庭购买以用于灌溉花园。由人工操作,这项灌溉任务繁琐、费力、耗时,但报酬不高。这使它成为机器人的理想应用。


Rainos机器人

Innok Robotics开发的Rainos机器人能够完全自主地执行任务,这是因为它是一个可自主学习的机器人:在初始化阶段,园丁将向Rainos“展示”如何执行任务。园丁用遥控器引导所有需要进行灌溉的路线,并标记需要浇灌的地点和补水点的位置。此外园丁还将记录AGVs停放点和每个灌溉阶段开始的已知起点。

在初始化期间,Rainos将使用三个来源的输入创建自己的灌溉地图:

*激光雷达传感器,用于绘制3d场景图

*里程----车轮转动产生的运动数据

*提供3D运动数据和标题信息的运动跟踪器

当初始化完成后,Rainos就拥有一个完整的3D地图,此时它就可以找到正确的灌溉路线,以及它必须进行灌溉操作的地点。

Innok Robotics产品能够实时地解决各种问题:Innok Robotics可以通过一个已知的起点,使用精确的、低移动的运动和来自MIT-30AHRS的运动数据,通过一个过程进行航位推算来确定它的位置。储存的地图和激光雷达传感器的实时距离输入相结合,使其意识到周围环境中的障碍物,即使环境因植被生长或修剪或障碍物的出现或清除等因素而发生变化。一个强大的机载计算机使该AGV能够不断重新计算其路线,以避免障碍,同时完成其任务。


Innok Robotics AGV显示Xsens MTi-30运动跟踪器位于中间横杆上

Innok Robotics公司销售总监亚历山大•赫格尔说,公司的技术成就取决于传感器融合--将多个数据输入组合在一起,创造出比任何一个传感器都能提供的更详细、更准确的环境图。

“来自运动追踪器的数据是我们AGVs位置计算的一个关键元素,因此,MIT-30的精确度和低漂移率是非常重要的属性。它同时也是一个非常结实的设备,它的IP65评级意味着它适合户外使用,这也非常符合我们自由定位传感器的设计要求。”


“MTI-30对我们特别有吸引力的是,它也很容易在新的设计中实现价值。在我们的业务中,包括为特定的应用程序不断地创建新的原型和系统,我们必须谨慎地管理开发时间,Xsens 的AHRS很容易集成到我们的系统设计中,这对我们很有帮助。”

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