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簡單了解爬壁機器人定位技術

時間:2020-01-13 16:23:04 點擊:1599 次 來源:洛陽圣瑞智能機器人有限公司
  機器人的移動并不是單純靠機械傳動而已,對于如今的智能機器人來說,為了使其更加精確的移動到需要的地點,定位也就成為了十分必要的技術,畢竟準確的找到正確的工作地點,才能解決人力難以解決的問題,而爬壁機器人作為移動機器人的一種,也需要做到正確的定位才行,下面圣瑞小編就為大家簡單介紹一下相關的各種爬壁機器人定位技術。


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  一、光反射導航定位

  
  典型的光反射導航定位方法主要是利用激光或紅外傳感器來測距,激光和紅外都是利用光反射技術來進行導航定位的。激光全局定位系統一般由激光器旋轉機構、反射鏡、光電接收裝置和數據采集與傳輸裝置等部分組成;紅外傳感器包括一個可以發射紅外光的固態發光二極管和一個用作接收器的固態光敏二極管。
  
  激光測距具有光束窄、平行性好、散射小、測距方向分辨率高等優點,但同時它也受環境因素干擾比較大,因此采用激光測距時怎樣對采集的信號進行去噪等也是一個比較大的難題,另外激光測距也存在盲區,所以光靠激光進行導航定位實現起來比較困難,在工業應用中,一般還是在特定范圍內的工業現場檢測,如檢測管道裂縫等場合應用較多。
  
  雖然紅外傳感定位同樣具有靈敏度高、結構簡單、成本低等優點,但因為它的角度分辨率高,而距離分辨率低,因此在移動機器人中,常用作接近覺傳感器,探測臨近或突發運動障礙,便于機器人緊急停障。
  

  二、超聲波導航定位

  
  超聲波導航定位的工作原理與激光和紅外類似,通常是由超聲波傳感器的發射探頭發射出超聲波,超聲波在介質中遇到障礙物而返回到接收裝置,通過接收自身發射的超聲波反射信號,根據超聲波發出及回波接收時間差及傳播速度,計算出傳播距離,就能得到障礙物到機器人的距離。
  
  因為超聲波傳感器自身的缺陷,比如鏡面反射、有限的波束角等,給充分獲得周邊環境信息造成了困難,所以通常采用多傳感器組成的超聲波傳感系統,建立相應的環境模型,通過串行通信把傳感器采集到的信息傳遞給移動機器人的控制系統,控制系統再根據采集的信號和建立的數學模型采取一定的算法,進行對應數據處理便可以得到機器人的位置環境信息。
  
  超聲波傳感器具有成本低廉、采集信息速率快、距離分辨率高等優點,長期以來被廣泛地應用到移動機器人的導航定位中。而且它采集環境信息時不需要復雜的圖像配備技術,因此測距速度快、實時性好。同時,超聲波傳感器也不易受到如天氣條件、環境光照及障礙物陰影、表面粗糙度等外界環境條件的影響。超聲波進行導航定位已經被廣泛應用到各種移動機器人的感知系統中。


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  三、視覺導航定位

  
  在視覺導航定位系統中,目前應用較多的是在機器人中安裝攝像機的局部視覺導航方式。在這種導航方式中,控制設備和傳感裝置裝載在機器人主體上,圖像識別、路徑規劃等高層決策都由控制計算機完成。
  
  視覺導航定位系統主要包括:攝像機(或CCD圖像傳感器)、視頻信號數字化設備、基于DSP的快速信號處理器、計算機及其外設等?,F在有很多機器人系統采用CCD圖像傳感器,其基本元件是一行硅成像元素,在一個襯底上配置光敏元件和電荷轉移器件,通過電荷的依次轉移,將多個象素的視頻信號分時、順序地取出來。
  
  視覺導航定位系統的工作原理簡單說來就是對機器人周邊的環境進行光學處理,先用攝像頭進行圖像信息采集,將采集的信息進行壓縮,然后將它反饋到一個由神經網絡和統計學方法構成的學習子系統,再由學習子系統將采集到的圖像信息和機器人的實際位置聯系起來,完成機器人的自主導航定位功能。
  

  四、SLAM技術

  
  SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,即時定位與地圖構建),自1988年被提出以來,主要用于研究機器人移動的智能化。對于完全未知的室內環境,配備激光雷達等核心傳感器后,SLAM技術可以幫助機器人構建室內環境地圖,助力機器人的自主行走。
  
  SLAM問題可以描述為:機器人在未知環境中從一個未知位置開始移動,在移動過程中根據位置估計和傳感器數據進行自身定位,同時建造增量式地圖。


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  SLAM技術即是現今很多智能機器人主要使用的定位技術,也是一直在開發的機器人定位技術,而且主要是針對封閉空間內的使用,所以并不是十分適用于圣瑞大部分的爬壁機器人。圣瑞永磁吸附爬壁機器人主要用途是室外的壁面除銹、噴漆和檢測,使用視覺導航定位技術和超聲波導航定位技術較多,在大部分天氣情況下都可以有效進行機器人位置定位和工作區域定位,如果有興趣了解的小伙伴,可以在洛陽圣瑞智能機器人有限公司的網站留言,或者撥打客服電話進行咨詢。
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