SICK 激光掃描器助力智能機器人從科幻走進現(xiàn)實

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

《星球大戰(zhàn)》中的R2-D2和它的好基友C-3PO

智能機器人在現(xiàn)實中的應用

在美國的硅谷，就有一家創(chuàng)業(yè)公司，懷著這樣的夢想將機器人引入了現(xiàn)實世界。該公司研發(fā)的機器人已經(jīng)可以實現(xiàn)在真實復雜的場景中行進，替代人工實現(xiàn)全天候的巡邏。

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

有了安防機器人的幫忙，*叔叔可就省心了

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

傳感技術在機器人的應用

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

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

一只看似簡單的索尼機器狗身上裝備了各式各樣的傳感器

激光掃描器的作用

對于安防機器人，一個核心的挑戰(zhàn)就是如何讓機器人在復雜的環(huán)境中自主的實現(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法在真實環(huán)境中運作的。在街道、廠區(qū)、停車場等位置，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，機器人將寸步難行。

此時，可以實時準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，機器人頂部及腰部分別安裝了兩套SICK LMS111激光掃描器，在機器人運行過程中采集周邊環(huán)境輪廓值，生成數(shù)據(jù)點云信息傳輸給主控系統(tǒng)，實現(xiàn)以下功能：

1）導航：通過SLAM算法（Simultaneous Localization and Mapping, 同步定位與建圖），機器人構建了周邊環(huán)境的增量式地圖，以此為基礎實現(xiàn)機器人的自主定位和導航。

2）避障：無論固定還是移動的障礙物，通過激光掃描器提供的輪廓數(shù)據(jù)，都可以實時檢測，以實現(xiàn)智能避障。

3）警戒：單靠攝像頭采集到平面圖像信息，無法對侵入者的實際位置進行判斷。借助激光掃描器的實際距離檢測值，安防機器人可以準確的檢測侵入者的位置，執(zhí)行不同的警戒等級。

激光掃描器LMS111的安裝位置

安防機器人通過激光掃描器產(chǎn)生的周邊輪廓數(shù)據(jù)構建實時地圖

為何選擇SICK激光掃描器？

SICK公司是*的傳感器領域專家。作為*批推出商用激光掃描器的公司，從1993上市*款產(chǎn)品，超過20年的研發(fā)、生產(chǎn)及服務為SICK在激光掃描器領域積累了業(yè)界的豐富經(jīng)驗。

SICK切實的理解客戶的需求的是可以在真實環(huán)境中穩(wěn)定工作的產(chǎn)品而非實驗室樣機，因此除了保證基本的測量性能，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)以千計的SICK激光掃描器在戶外保障大型港機的安全運轉。

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

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

♥ 創(chuàng)新產(chǎn)品如波士頓動力的機器狗以及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

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

作為一款檢測距離20米，掃描頻率可達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用的IP67高防護等級外殼以及內部加熱功能（適合工作溫度-30～+50°C） 。

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