Inercyjna jednostka pomiarowa (IMU) jest podstawą różnych systemów mobilnych, w tym robotów przemysłowych, robotów humanoidalnych, bezzałogowych statków powietrznych (UAV) i immersyjnych systemów rzeczywistości mieszanej. Chociaż każda aplikacja ma inne specyficzne wymagania dla tych systemów, projektanci zawsze stają przed wyzwaniem – dostarczaniem coraz dokładnych danych o kierunku i ruchu w czasie rzeczywistym do zastosowań takich jak autonomiczne roboty mobilne (AMR).
W tym artykule pokrótce omówiono różne unikalne wyzwania stojące przed pozycjonowaniem AMR. Następnie przedstaw zaawansowane jednostki IMU firmy Analog Devices i zademonstruj, jak używać tych jednostek IMU w środowiskach wewnętrznych z zasięgiem globalnego systemu pozycjonowania (GPS), aby sprostać tym wyzwaniom, wyciągając jednocześnie wnioski z szerszego zastosowania w różnych domenach.
Dlaczego pozycjonowanie jest wyzwaniem dla programistów AMR?
AMR ma kluczowe znaczenie dla produktywności inteligentnych fabryk i magazynów, ponieważ pomaga uprościć przepływ materiałów, zmniejszyć ilość odpadów i poprawić wykorzystanie. Zapewnienie dokładnego umiejscowienia AMR w obiekcie jest kluczem do sukcesu. W specjalnie skonstruowanych obiektach trudność w zlokalizowaniu AMR można złagodzić poprzez ostrożne rozmieszczenie celów (znaczników referencyjnych) lub optymalizację rozmieszczenia, ale większość AMR można znaleźć w tradycyjnych obiektach. W tych obiektach stale zmieniające się oświetlenie, odblaskowe powierzchnie i złożone kształty geometryczne utrudniają pozycjonowanie.
Co więcej, brak ujednoliconej infrastruktury, np. znormalizowanych szerokości kanałów lub przewidywalnych oznaczeń naziemnych, oznacza, że roboty muszą sprostać bardziej złożonym zadaniom związanym z nawigacją i mapowaniem.
Charakter środowiska nawigacyjnego stwarza dwa główne wyzwania operacyjne. jeden
Po pierwsze, roboty muszą efektywnie planować ścieżkę, aby określić optymalną trasę przez otoczenie w oparciu o aktualne warunki.
Po drugie, roboty muszą być w stanie dokładnie lokalizować i stale aktualizować swoją pozycję i kierunek w czasie rzeczywistym podczas ruchu.
W pomieszczeniach zamkniętych bez zasięgu GPS, aby osiągnąć te dwa cele, należy całkowicie polegać na pokładowych możliwościach wykrywania i zasobach obliczeniowych.
Aby sprostać tym wyzwaniom, AMR wykorzystuje kombinację różnych rodzajów czujników. System percepcji wzrokowej, obejmujący kamery, wykrywanie i określanie odległości światła (LiDAR) oraz radar, może dostarczać bogatych danych środowiskowych. Na przykład systemy liczników kilometrów, takie jak kodery kół i inercyjne jednostki pomiarowe (IMU), bezpośrednio śledzą ruch robotów na podstawie ich ruchu. Chociaż każdy typ czujnika ma wyjątkowe zalety: niektóre są dobre w wykrywaniu na duże odległości, inne zaś w precyzyjnym wykrywaniu, każdy typ ma również swoje własne ograniczenia. Dzięki inteligentnemu połączeniu AMR może osiągnąć wymaganą redundancję i zasięg, utrzymując w ten sposób dokładność w nieprzewidywalnych warunkach dynamicznych.