戶外用地面機器人可以搭配GPS進行路徑規劃,同時整合雷射傳感器、光傳感器、動態傳感器等,建構更完美的避障自主運行能力,降低人力操控介入。
為了簡化地面機器人的操控難度,在用戶使用接口端可采用自動循跡來規劃機器人行進基本路徑,也就是說以人工介入進行幾組選擇路徑記錄,而在實際設置運行路徑規劃時只要設置目標后,讓地面機器人自行判斷最佳運行路徑,而不需要個別提供詳細的酬載行程計劃,簡化設備管理的人力負荷。而在路徑數據中,實際運行時由導航系統自動將軌跡或坐標點的運行路徑拆解成每個輪組的輸出輪速,同時換算控制輪組應有的導向角度。
導航系統除實時產制運動控制的配置文件外,若運行環境在室內平緩路徑,基本上控制動態運行的配置文件還不算太復雜,但若是用于救災或是崎嶇路面的運行路徑,運動輸出的配置文件還需要實時針對輪胎外徑、地面接觸面積、輪間距進行更精確的動態控制數據產出,同時也需要搭配各輪組的陀螺儀實時修正輸出運動性能。
搭配光學感測運動數據采集 優化運動控制能力
為了讓各輪輪速與角度反饋數據更精確,一般還會在轉向輪與制動輪追加光學動態編碼數據采集,透過光傳感器轉換致動輪的轉速反饋,搭配轉向輪的轉向角度匯集各輪組的實際運行狀態,再透過運行動態算法將反饋數據繪制導航系統進行更精確的路徑修正,因為轉速、轉向數據是直接透過光傳感器采集整合,會較自驅動系統數據更為接近真實數據,但實際上仍會有部分差異產生,例如,各致動輪的胎壓、胎面紋路的磨損差異,與輪胎接觸地面阻力產生的差異,例如胎面側滑、轉向偏移等,部分數據差異可以透過各驅動輪的陀螺儀或傳感器進行數據優化修正。
MEMS微機電傳感器可以說是地面機器人運行路徑與導航精確度修正的重要感測數據來源,但傳感器本身即有細微的數據誤差存在,若是透過驅動齒輪的齒輪比、轉速、輪胎外徑等換算運行軌跡,其誤差會因為使用時間、酬載物體重量、操作距離而會加大誤差量,但運行過程若透過MEMS傳感器實時修正數據、搭配自致動輪組透過光學采集取得的轉速改善偏移誤差,尤其MEMS與光傳感器本身對于電子噪聲的耐受度更高,另在感測靈敏度、穩定性都有相當好的表現,對于整體的運作軌跡控制也會有提升效果。
另外,傳感器本身另會有溫度或是本身靈敏度的誤差問題,受溫度影響的系統性問題,可以透過溫度傳感器的輔助,在設備出現持續高溫的狀態時,暫時停止運作待機體內部溫度降低時再運行進行改善,或是搭配主動散熱設備為溫度敏感的組件進行散熱處理,而組件本身的靈敏度誤差,則可以透過設備啟動的校準機制,在每次運行路徑執行前、或是任務進行中段自動進行校準,降低感測組件本身的誤差影響。
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