行业新星UWB
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与人类所面临的终极问题不同,移动机器人要面临的三个问题是:我在哪?我要去哪?我怎么去?
这三个问题就是移动机器人自动化套件最主要的定位、导航、调度。
定位:越来越灵活
其中,定位与导航往往是相辅相成一起解决的,对于室内定位及导航来说,传统的定位方式主要是磁条、磁带、磁钉之类,这些方式的优点和局限性都很明显:优点是运动路径可控,安全性更高,缺点是路径局限性比较大。
稍微灵活一点的定位方案比如激光反光板、二维码、天花板特征,这几种方案会利用人工预设的一些特征来定位,犹如海洋中的灯塔,当移动机器人看到了灯塔就知道自己在哪了。
再灵活一点的就是SLAM了,相对来说比较成熟的是激光SLAM。通过预先对环境构建地图,再通过当前传感器得到的环境特征与之匹配从而得到当前位置,省略了人工设置路标,和去寻找路标的工序。
还有一种思路就是类似于GPS方式的定位,比如WIFI、iBeacons,这种方式定位精度可能不会太高,但是对于环境要求低,定位算法也相对简单,需要结合其他的定位方式。
至于惯导和里程计,更多的是用来做辅助定位用,与前面的几种导航方式融合。而室外定位的方式比较常用的还是磁钉,比如港口和码头上转运的AGV,前一段时间比较火的青岛港用的就是磁钉。另外一种不用施工的就是差分GPS,利用一个标准的GPS位置基准台去修正AGV的位置,而定位精度和延时都是需要解决的问题。
UWB崭露头角
但是SLAM解决的是最后1m的问题也就是精定位,而超带宽技术(UWB)则是粗定位。
作为专业用于室内定位的高精度定位技术,UWB精度可以达到10cm左右,所以只能用于AGV机器人的粗定位,同时UWB基站的覆盖范围比WIFI的要大,而且抗干扰能力强,稳定性好,适合工业上的用途。
但UWB技术方案令人诟病的一个问题就在于建设成本比较贵,好在工业领域用户更在意技术与方案能否满足自己的需求,因此对于价格的接受度会更高。
所以,尽管UWB技术已经存在了一段时间,但其发展也是近年来才逐步加快,所以仍被视为新兴“定位技术”,并且目前发展态势良好。业内人士表示:“其与第三代SLAM感知技术并不冲突,可以相辅相成,更好的实现机器人精准定位。”目前斯坦德、迦智科技、隆博科技等移动机器人都在布局这方面的技术专利。
超宽带UWB室内定位技术在AGV车上的应用,精度大大的高于WIFI、惯导等手段,又能极大的增加AGV的灵活性,有着广泛的使用前景,UWB定位技术不但在人员定位系统上有着广泛的应用,在工业领域也有着极大的前途。
当然其作为一种定位技术,不止是在移动机器人有用,目前,其各类工业类应用场景主要包括:
在传统工厂部署UWB超宽带定位系统,集成精确定位和工业物联网,对离散制造中的工具、半成品、原材料和人员进行实时定位和监测,实现工具预置管理、生产进度把控、成品质量管理、原材料的物流控制、作业人员调度管理等功能,可实现制造环节的可视化,提升工厂效率和质量。
▐ UWB实现可视化的智慧工厂
基于UWB超宽带定位技术,可在商业大楼、智慧园区内实现跨楼层、跨建筑的精准导航,指引人员前往某个具体的功能区。比如医院的电子导医、商超店铺导航、停车场反向寻车、大型展会导览等。
▐ UWB应用于电子围栏
UWB还可以应用于电子围栏,在后台设置电子围栏区域,可实现越界预警、滞留预警等功能。比如在化工厂,由于化工区域危险指数高,通过在重要区域设置电子围栏,一旦有人员未经授权越界或是滞留,系统立即预警。通过UWB可显著提升工厂安全等级。
综合来看,UWB室内定位技术在AGV车上的精度大大的高于WIFI、惯导等手段,又能极大的增加AGV的灵活性,有着广泛的使用前景,随着室内定位商业模式的初步浮现以及主流芯片厂家、位置服务提供商、集成商等在产业链各个环节上的大力推动,UWB室内定位有望快速增长。