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  • 机器人定位传感器之激光雷达

    千次阅读 2019-09-18 05:19:06
    机器人定位传感器中会涉及到激光雷达、视觉等多种传感器,激光雷达凭借稳定、可靠等优势,成为机器人定位的核心传感器。激光雷达赋予了机器人一双“”慧眼“”,通过激光扫描测距可直接获取某环境下的距离信息,其...


    定位技术是机器人完成自主导航、路径规划等任务的前提,是机器人领域研究的一大热点。在机器人定位传感器中会涉及到激光雷达、视觉等多种传感器,激光雷达凭借稳定、可靠等优势,成为机器人定位的核心传感器。

    激光雷达赋予了机器人一双“”慧眼“”,通过激光扫描测距可直接获取某环境下的距离信息,其主要工作原理是通过一个旋转的反射镜将激光发射出去并通过测量发射光和从物体表面反射光之间的时间差来测量距离。激光雷达具有测量精度高,方向性好,且不受环境光干扰等优点,因此不论是室内还是室外,激光雷达在机器人定位中都得已广泛应用。

    32 机器人定位传感器1.jpg

    目前,激光雷达主要分为2D及3D两种,大部分都是靠一个旋转的反射镜将激光发射出去并通过测量发射光和从物体表面反射光之间的时间差来测距。但3D激光雷达的反射镜还附加一定范围内俯仰以达到面扫描的效果。同3D激光雷达相比,2D激光雷达只在一个平面上扫描,具有结构简单,测距速度快、系统稳定等优势。而应用于机器人定位上主要以2D激光雷达为主,在室内外平坦的地面,所有障碍物都会垂直于地面,因此机器人只要能在平行于地面的平面上获取环境信息便足够导航的需要。

    作为我国最早涉足机器人定位导航技术的企业,国内思岚科技在激光雷达赛道具有领先优势。

    思岚科技是一家致力于提供机器人自主定导航解决方案并不断对其进行革新的技术驱动型公司,而激光雷达作为机器人定位导航的核心传感器,思岚科技从未停止过对它的研发及升级。

    从成立至今,思岚科技陆续发布了多款可用于机器人定位的传感器,其推出的首个低成本激光雷达产品RPLIDAR就打破了我国激光雷达被国外垄断的现象,大大降低激光雷达应用成本,目前,在各类家用及商用场景中的服务机器人均有思岚科技RPLIDAR的身影。

    如今,思岚科技已拥有三角测距及TOF测距两类雷达产品,能满足不同场景下对雷达的不同需求,详情可见下图:

    31 思岚科技激光雷达系列.jpg


    思岚科技的部分激光雷达不仅在室内环境中可使用,在室外强光照射下,工作也依旧稳定,以RPLIDAR S1来说,它能够实现在室外60Klx的强光下实现稳定的测距与高精度建图。

    除了具有抗环境光与强日光的干扰能力,思岚科技的激光雷达还采用定制的特殊部件,内部机械系统也是精心设计,A系列雷达产品厚度仅在4厘米左右,外观小巧玲珑。另外,从第二代激光雷达RPLIDAR A2开始,思岚科技就采用了综合无线供电及光通信技术,独创的设计了光磁融合技术,彻底解决了因物理接触磨损导致电气连接失效、激光雷达寿命短的问题,使得雷达寿命长达5年。

    总的来说,思岚科技的激光雷达具有稳定性高、抗干扰能力强、体积小、寿命长等优点,并成为服务机器人企业的首选品牌,且已成熟的应用于微软、壳牌、优必选、科大讯飞、软银等企业的服务机器人项目。

     


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  • 机器人定位传感器中会涉及到激光雷达、视觉等多种传感器,激光雷达凭借稳定、可靠等优势,成为机器人定位的核心传感器。激光雷达赋予了机器人一双“”慧眼“”,通过激光扫描测距可直接获取某环境下的距离信息,其...

    定位技术是机器人完成自主导航、路径规划等任务的前提,是机器人领域研究的一大热点。在机器人定位传感器中会涉及到激光雷达、视觉等多种传感器,激光雷达凭借稳定、可靠等优势,成为机器人定位的核心传感器。 

    激光雷达赋予了机器人一双“”慧眼“”,通过激光扫描测距可直接获取某环境下的距离信息,其主要工作原理是通过一个旋转的反射镜将激光发射出去并通过测量发射光和从物体表面反射光之间的时间差来测量距离。激光雷达具有测量精度高,方向性好,且不受环境光干扰等优点,因此不论是室内还是室外,激光雷达在机器人定位中都得已广泛应用。


    目前,激光雷达主要分为2D及3D两种,大部分都是靠一个旋转的反射镜将激光发射出去并通过测量发射光和从物体表面反射光之间的时间差来测距。但3D激光雷达的反射镜还附加一定范围内俯仰以达到面扫描的效果。同3D激光雷达相比,2D激光雷达只在一个平面上扫描,具有结构简单,测距速度快、系统稳定等优势。而应用于机器人定位上主要以2D激光雷达为主,在室内外平坦的地面,所有障碍物都会垂直于地面,因此机器人只要能在平行于地面的平面上获取环境信息便足够导航的需要。

    作为我国最早涉足机器人定位导航技术的企业,国内思岚科技在激光雷达赛道具有领先优势。

    思岚科技是一家致力于提供机器人自主定导航解决方案并不断对其进行革新的技术驱动型公司,而激光雷达作为机器人定位导航的核心传感器,思岚科技从未停止过对它的研发及升级。

    从成立至今,思岚科技陆续发布了多款可用于机器人定位的传感器,其推出的首个低成本激光雷达产品RPLIDAR就打破了我国激光雷达被国外垄断的现象,大大降低激光雷达应用成本,目前,在各类家用及商用场景中的服务机器人均有思岚科技RPLIDAR的身影。

    如今,思岚科技已拥有三角测距及TOF测距两类雷达产品,能满足不同场景下对雷达的不同需求,详情可见下图:

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    思岚科技的部分激光雷达不仅在室内环境中可使用,在室外强光照射下,工作也依旧稳定,以RPLIDAR S1来说,它能够实现在室外60Klx的强光下实现稳定的测距与高精度建图。

    除了具有抗环境光与强日光的干扰能力,思岚科技的激光雷达还采用定制的特殊部件,内部机械系统也是精心设计,A系列雷达产品厚度仅在4厘米左右,外观小巧玲珑。另外,从第二代激光雷达RPLIDAR A2开始,思岚科技就采用了综合无线供电及光通信技术,独创的设计了光磁融合技术,彻底解决了因物理接触磨损导致电气连接失效、激光雷达寿命短的问题,使得雷达寿命长达5年。

    总的来说,思岚科技的激光雷达具有稳定性高、抗干扰能力强、体积小、寿命长等优点,并成为服务机器人企业的首选品牌,且已成熟的应用于微软、壳牌、优必选、科大讯飞、软银等企业的服务机器人项目。


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  • 视觉传感器是指具有从一整幅图像捕获光线的数发千计像素的能力,图像的清晰和细腻程度常用分辨率来衡量,以像素数量表示,邦纳工程公司提供的部分视觉传感器能够瞧捕获130万像素,因此,无论距离目标数米或数厘米元,...
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  • 现代机器人资料

    2015-02-25 18:30:06
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  • 机器人工程专业课程

    2020-12-24 21:52:11
    机器人学 、 机器人技术与应用 、 智能机器人 、 传感器机器人视觉、 仿生机器人与其控制 、 特种机器人设计与应用 、 工业机器人 、 ROS机器人操作系统、 机器人动力与传动 、 机器人软硬件设计与开发 。 3、...

    1、机器人工程专业的课程主要有:

    《高级语言程序设计》 《电路分析》《机械设计基础》

    《模拟电路技术》 《数字电子技术》《自动控制原理》

    《微机原理及接口技术》《电机与电气控制技术》《单片机原理及其应用》

    《机械制造基础》 《工业机器人控制系统》《运动控制系统》

    《工业机器人计算机编程》 《机器人传感技术及应用》 《工业机器人系统集成技术》

    《工业机器人仿真技术》 《生产运作管理》《计算机视觉》

    《现场总线控制技术》 《嵌入式控制系统及应用》《PLC原理及应用》

    2、机器人专业通识(一类课程):

    机器人学 、 机器人技术与应用 、 智能机器人 、 传感器与机器人视觉、

    仿生机器人与其控制 、 特种机器人设计与应用 、 工业机器人 、 ROS机器人操作系统、

    机器人动力与传动 、 机器人软硬件设计与开发 。

    3、相关专业通识(X类课程):

    工程设计  、 智能控制 、 机械制造 、 电子电气 、 专业基础。 

     

    相关补充:

    1、工业机器人技术的课程主要有;

    《机器人机械系统》、《机器人控制技术》、《机器人视觉与传感技术》、《工业机器人应用与编程》、《现场总线技术及其应用》

     

     

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  • 视觉导航定位系统工作原理及过程

    万次阅读 2018-06-19 11:34:37
    当今,由于数字图像处理和计算机视觉技术的迅速发展,越来越多的研究者采用摄像机作为全自主用移动机器人的感知传感器。这主要是因为原来的超声或红外传感器感知信息量有限,鲁棒性差,而视觉系统则可以弥补这些缺点。而...
    当今,由于数字图像处理和计算机视觉技术的迅速发展,越来越多的研究者采用摄像机作为全自主用移动机器人的感知传感器。这主要是因为原来的超声或红外传感器感知信息量有限,鲁棒性差,而视觉系统则可以弥补这些缺点。而现实世界是三维的,而投射于摄像镜头(CCD/CMOS)上的图像则是二维的,视觉处理的最终目的就是要从感知到的二维图像中提取有关的三维世界信息。
    简单说来就是对机器人周边的环境进行光学处理,先用摄像头进行图像信息采集,将采集的信息进行压缩,然后将它反馈到一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统,再由学习子系统将采集到的图像信息和机器人的实际位置联系起来,完成机器人的自主导航定位功能。
    机器视觉
    (1)摄像头标定算法:2D-3D映射求参。
    传统摄像机标定主要有 Faugeras 标定法、Tscai 两步法、直接线性变换方法、张正友平面标定法和 Weng迭代法。自标定包括基于 Kruppa 方程自标定法、分层逐步自标定法、基于绝对二次曲面的自标定法和 Pollefeys 的模约束法。视觉标定有马颂德的三正交平移法、李华的平面正交标定法和 Hartley 旋转求内参数标定法。
    (2)机器视觉与图像处理:
    a.预处理:灰化、降噪、滤波、二值化、边缘检测。。。
    b.特征提取:特征空间到参数空间映射。算法有HOUGH、SIFT、SURF。
    c.图像分割:RGB-HIS。
    d.图像描述识别
    (3)定位算法:基于滤波器的定位算法主要有KF、SEIF、PF、EKF、UKF等。
    也可以使用单目视觉和里程计融合的方法。以里程计读数作为辅助信息,利用三角法计算特征点在当前机器人坐标系中的坐标位置,这里的三维坐标计算需要在延迟一个时间步的基础上进行。根据特征点在当前摄像头坐标系中的三维坐标以及它在地图中的世界坐标,来估计摄像头在世界坐标系中的位姿。这种降低了传感器成本,消除了里程计的累积误差,使得定位的结果更加精确。此外,相对于立体视觉中摄像机间的标定,这种方法只需对摄像机内参数进行标定,提高了系统的效率。
    4.定位算法基本过程:
    简单的算法过程,可基于OpenCV进行简单实现。
    输入
    通过摄像头获取的视频流(主要为灰度图像,stereo VO中图像既可以是彩色的,也可以是灰度的 ),记录摄像头在t和t+1时刻获得的图像为It和It+1,相机的内参,通过相机标定获得,可以通过matlab或者opencv计算为固定量。
    输出
    计算每一帧相机的位置+姿态
    基本过程
    1.获得图像It,It+1
    2.对获得图像进行畸变处理
    3.通过FAST算法对图像It进行特征检测,通过KLT算法跟踪这些特征到图像It+1中,如果跟踪特征有所丢失,特征数小于某个阈值,则重新进行特征检测
    4.通过带RANSAC的5点算法来估计两幅图像的本质矩阵
    5.通过计算的本质矩阵进行估计R,t
    6.对尺度信息进行估计,最终确定旋转矩阵和平移向量
    展开全文
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  • ROS机器人程序设计

    2017-11-29 17:09:52
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  • 机器人避障相关知识

    万次阅读 多人点赞 2018-04-26 15:07:09
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  • 三角测量原理

    千次阅读 2019-06-05 09:50:15
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  • Android部分实现了一个前台交互GUI的Activity与蓝牙通信、传感器读取的后台Service。该项目在工业和民用领域具有较好的实用价值,如自然语言交互机器人、自主移动拍摄平台等。 作品展示 使用OV7725(OV7725数据手册...
  • SLAM的UKF、EFK、PF 的基本原理

    千次阅读 2018-01-22 20:02:15
    任何传感器,激光也好,视觉也好,整个SLAM系统也好,要解决的问题只有一个:如何通过数据来估计自身状态。每种传感器的测量模型不一样,它们的精度也不一样。换句话说,状态估计问题,也就是“如何最好地使用传感器...
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  • 该系统可以用于汽车倒车时的报警、液位和物位的非接触式测量,介绍了超声波传感器原理及系统各单元的设计。系统中采用了AT89C2051型单片机作为主控制器。把一种直流电机PWM调速芯片应用到此系统中,使得控制方法简便...
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空空如也

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机器人视觉传感器原理