控制器是移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)最主要的核心部件,是整個(gè)車體的“大腦”,關(guān)系到車體的可靠穩(wěn)定、性能指標(biāo)和安全性。它通常用于接收傳感器模塊采集的數(shù)據(jù),并進(jìn)行信息處理分析,從而下發(fā)各種運(yùn)動(dòng)指令的硬件。目前,移動(dòng)機(jī)器人控制器主要控制機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡,操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。
1、控制器類型
控制器在移動(dòng)機(jī)器人中的重要性不言而喻,它們控制和管理機(jī)器人的所有活動(dòng)??梢哉f(shuō),一個(gè)好的控制器可以提高機(jī)器人的性能、可靠性和安全性,并為不同的應(yīng)用場(chǎng)景增加更多的功能。目前,我們將AGV/AMR采用的車載控制器基本分為以下四種:
PLC:即可編程程序控制器,是一種專用的數(shù)字化控制器,其主要功能是進(jìn)行離散信號(hào)的輸入輸出、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)行等。但PLC的可編程性比較有限,只能使用PLC專用的編程語(yǔ)言進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)和配置,雖然也可以實(shí)現(xiàn)控制和運(yùn)算功能,但相對(duì)來(lái)說(shuō)精度和速度都比較有限。
工控機(jī)(IPC):即工業(yè)控制計(jì)算機(jī),具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征,其主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、圖像處理、控制算法等,廣泛應(yīng)用于復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。工控機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的操作沒(méi)有區(qū)別,這對(duì)操作員的質(zhì)量提出了很高的要求。并且,一旦工控機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障,很難診斷出故障組件,價(jià)格適中。
單片機(jī)(MCN):是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它們體積小、成本低、易于編程,然而,單片機(jī)的所有組件都不是工業(yè)級(jí)的,抗干擾能力特別是電源的抗干擾能力很弱,并且用MCU開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)需要高水平的專業(yè)知識(shí)以及時(shí)間和資源的投入。
上述三者的應(yīng)用并不是涇渭分明的,例如 PLC 的內(nèi)部核心就是一個(gè)嵌入式單片機(jī);而工控機(jī)的編程語(yǔ)言可能也采用了 PLC 中常用的梯形圖等語(yǔ)言;單片機(jī)上面也可以裝載嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),從而形成一個(gè)強(qiáng)大的多任務(wù)計(jì)算機(jī)。所以,雖然各有自己適用的領(lǐng)域,但是相互之間也會(huì)取長(zhǎng)補(bǔ)短,融合應(yīng)用。而隨著AGV/AMR技術(shù)的不斷發(fā)展,導(dǎo)航方式愈加多樣化,激光、視覺(jué)等新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)控制器的算力要求大幅提高,這也催生了移動(dòng)機(jī)器人專用控制器的誕生。
移動(dòng)機(jī)器人專用控制器:是一種為移動(dòng)機(jī)器人專門設(shè)計(jì)的控制器,集成了成熟的導(dǎo)航和運(yùn)動(dòng)控制算法(例如:激光定位算法、麥克納姆輪控制算法),具有功耗低、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),可以更好地滿足移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)的需求。此外,它的模塊化設(shè)計(jì)也為用戶提供了更多的可定制化選項(xiàng),以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
AGV/AMR控制器是AGV/AMR控制系統(tǒng)的核心,研制基于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專用AGV/AMR車載控制器,取代以采用工控機(jī)或通用PLC作為主控單元的AGV/AMR車載控制器是未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),也是今后研發(fā)工作的重點(diǎn)。
選擇合適的控制器是機(jī)器人系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)。根據(jù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景和功能需求,可以選擇不同類型的控制器。那么如何選擇適合自己的控制器呢?
2、選擇控制器的核心因素
一般來(lái)說(shuō),選擇一款好的產(chǎn)品是需要多維度來(lái)衡量的,在選擇控制器時(shí)除了需要考慮性能外,還需要考慮產(chǎn)品功能應(yīng)用。只有選擇適合的控制器,才能確保機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和效率。
在性能方面,控制器需要具備一定的硬件、嵌入式、算法和系統(tǒng)層面的指標(biāo)和認(rèn)證,以保證其可靠穩(wěn)定性,包括溫度范圍(-40~80)℃、相對(duì)濕度范圍(10~90)% RH 、IP防護(hù)等級(jí)IP54以上、是否具有防爆認(rèn)證、腐蝕氣體環(huán)境等級(jí)等。以及能達(dá)到的速度、精度、穩(wěn)定性和響應(yīng)時(shí)間。此外,控制器還需要具備冗余技術(shù)指標(biāo)能力,以確保長(zhǎng)期、連續(xù)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
在功能應(yīng)用方面,需要根據(jù)自身需求考慮控制器能夠適配不同的導(dǎo)航方式和底盤類型,同時(shí)具備一定的開(kāi)放性,以支持用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。不同的類型的控制器具有不同的功能,因此需要根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。例如,一些控制器可能支持SLAM技術(shù)(同時(shí)定位與地圖構(gòu)建),而另一些可能不支持。
如今,在現(xiàn)代工業(yè)和物流領(lǐng)域,移動(dòng)機(jī)器人專用控制器已成為不可或缺的一部分,為增強(qiáng)生產(chǎn)力和降低人工成本做出了巨大的貢獻(xiàn)。而為了更好的適配自己的機(jī)器人,使用專業(yè)移動(dòng)機(jī)器人控制器可以讓開(kāi)發(fā)者專注于項(xiàng)目本身,而不必在底層硬件和軟件上花太多精力,從而提高研發(fā)效率和成功率。將固定的研發(fā)成本,把不可控制的時(shí)間成本變成一個(gè)可控的成本。您將有更多的精力去專注于最終用戶的應(yīng)用方案,工藝流程等。
選擇合適的控制器取決于所需的功能、預(yù)算和對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境的熟悉程度等因素。但是確保控制器的穩(wěn)定性和可靠性也是非常關(guān)鍵的,這將直接影響到機(jī)器人的性能和工作效果。移動(dòng)機(jī)器人專業(yè)控制器不失為一個(gè)更好的選擇
浙江科聰是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的機(jī)器人核心控制系統(tǒng)和整體解決方案提供商。公司成立于2015年,位于美麗杭州的錢塘江畔。公司致力于為客戶提供國(guó)際一流的機(jī)器人技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于無(wú)人巡檢、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、安保巡邏、清潔、工程車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械等眾多領(lǐng)域。
公司技術(shù)實(shí)力強(qiáng)勁,擁有移動(dòng)機(jī)器人全方位技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品化和工程化能力,覆蓋機(jī)器人技術(shù)相關(guān)機(jī)械、電路、軟件、算法、電氣、整機(jī)集成交叉學(xué)科全領(lǐng)域。核心團(tuán)隊(duì)成員均為從業(yè)10年以上的機(jī)器人、自動(dòng)化和人工智能行業(yè)技術(shù)專家。公司依托浙江大學(xué)、清華大學(xué)和中國(guó)科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)高校平臺(tái),并在國(guó)際范圍內(nèi)與美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)、德國(guó)德累斯頓大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)、美國(guó)硅谷的人工智能技術(shù)團(tuán)隊(duì)達(dá)成了伙伴合作關(guān)系。公司已掌握智能移動(dòng)機(jī)器人基于多傳感器融合的環(huán)境學(xué)習(xí)與精確定位技術(shù)、動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃與精確軌跡跟蹤技術(shù)、移動(dòng)機(jī)器人多驅(qū)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)與智能云的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、多智體分布式協(xié)作技術(shù)、特種環(huán)境防護(hù)技術(shù)與本質(zhì)安全防爆技術(shù)等一系列國(guó)內(nèi)領(lǐng)先國(guó)際一流技術(shù)。
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