Raws li cov neeg hlau ua tus kheej ntau dua - txaus, lawv yuav tsum taug kev nyob ib puag ncig nrog kev ywj pheej thiab kev ntseeg tau ntau dua. Autonomous tractors, agricultural harvesters, and seeding machines yuav tsum ua tib zoo ua lawv txoj kev los ntawm cov qoob loo thaum nws tus kheej - tsav tsheb xa khoom yuav tsum muaj kev nyab xeeb hla txoj kev los tso cov pob khoom hauv qhov chaw raug. Thoob plaws ntau yam kev siv, autonomous mobile robots (AMRs) yuav tsum muaj qhov tseeb ntawm qhov chaw muab kev nyab xeeb thiab ua tiav cov haujlwm uas lawv tau tsim.
Ua kom tiav qhov kev txiav txim siab no yuav tsum muaj ob qhov chaw muaj peev xwm. Ib qho yog to taub qhov txheeb ze ntawm nws tus kheej mus rau lwm yam khoom. Qhov no muab cov tswv yim tseem ceeb kom nkag siab txog lub ntiaj teb nyob ib puag ncig nws thiab, hauv qhov pom tseeb tshaj plaws, tsis txhob muaj kev cuam tshuam uas nyob ruaj khov thiab nyob hauv kev txav mus los. Qhov kev ua haujlwm zoo li no yuav tsum muaj ntau pawg ntawm cov navigational sensors xws li lub koob yees duab, radar, lidar, thiab cov software txhawb nqa los ua cov teeb liab no thiab muab qhov tseeb - lub sijhawm coj mus rau AMR.
Cov txheej txheem thib ob yog rau AMR kom nkag siab txog nws qhov chaw nyob hauv lub cev (lossis qhov chaw tsis muaj tseeb) hauv ntiaj teb yog li nws tuaj yeem ua tiav thiab rov ua dua txoj hauv kev uas tau npaj rau hauv lub cuab yeej. Ib qho kev siv pom tseeb ntawm no yog kev ua liaj ua teb siab, qhov twg ntau AMRs yuav tsum tau taug kev hauv tib txoj kev nqaim nyob rau ntau lub hlis los cog, ywg dej, thiab sau qoob loo, nrog rau txhua qhov kev hla yuav tsum tau AMR siv tib lub sijhawm txhua lub sijhawm.
Qhov no yuav tsum muaj cov txheej txheem sib txawv ntawm kev muaj peev xwm navigational, pib nrog Global Navigation Satellite Systems (GNSS), uas tag nrho ecosystem ntawm sensors thiab software leverage. Augmenting GNSS yog cov peev xwm kho tau zoo li RTK thiab SSR uas pab tsav 100x siab dua GNSS ib leeg rau qhib- daim ntawv thov ntuj, thiab Inertial Measurement Units ua ke nrog sensor fusion software rau navigating qhov twg GNSS tsis muaj (tuag reckoning).
Ua ntej peb dhia mus rau hauv cov thev naus laus zis no, cia peb siv sijhawm ib feeb saib cov xwm txheej siv qhov twg ob qho tib si txheeb ze thiab qhov chaw tiag tiag xav tau rau AMR los ua nws txoj haujlwm.
Cov ntawv thov Robotics xav tau kev txheeb ze thiab qhov tseeb
AMRs qhia dab tsi tib neeg tau txais kev tso cai - lub peev xwm los ntawm tus kheej los nrhiav tus kheej hauv ntiaj teb thiab ua qhov tseeb raws li cov ntaub ntawv ntawd. Ntau qhov sib txawv ntawm cov ntawv thov rau AMRs, qhov ntau peb pom tias hom kev ua dab tsi xav tau qhov tseeb. Qee qhov piv txwv suav nrog:
Agricultural Automation: Hauv kev ua liaj ua teb, AMRs tau dhau los ua ntau dua rau cov haujlwm xws li cog, sau qoob, thiab saib xyuas qoob loo. Cov neeg hlau no siv qhov chaw tsis txaus, feem ntau dhau los ntawm GPS, txhawm rau taug kev loj thiab feem ntau tsis sib xws nrog qhov tseeb. Qhov no ua kom lawv tuaj yeem npog thaj chaw loj heev thiab rov qab mus rau qhov chaw tshwj xeeb raws li xav tau. Txawm li cas los xij, ib zaug nyob rau hauv qhov sib thooj ntawm cov qoob loo los yog nyob rau hauv ib cheeb tsam, AMRs vam khom rau cov txheeb ze rau cov hauj lwm uas xav tau ntau dua qhov tseeb, xws li xaiv cov txiv hmab txiv ntoo uas yuav tau loj hlob los yog hloov txoj hauj lwm txij li thaum AMR zaum kawg mus xyuas nws. Los ntawm kev sib txuas ob txoj hauv kev, cov neeg hlau no tuaj yeem ua haujlwm tau zoo nyob rau hauv qhov nyuaj thiab sib txawv ib puag ncig xws li kev ua liaj ua teb.
Kawg -Mile Delivery in Urban Settings: AMRs tab tom hloov lub xeem - mais kev xa khoom hauv nroog ib puag ncig los ntawm kev thauj khoom los ntawm cov chaw xa khoom mus rau qhov chaw kawg. Cov neeg hlau no siv qhov chaw tiag tiag los taug kev hauv nroog txoj kev, txoj hauv kev, thiab kev teeb tsa hauv nroog nyuaj, ua kom lawv ua raws li txoj hauv kev zoo thaum zam kev khiav tsheb thiab ua raws li lub sijhawm xa khoom. Thaum mus txog thaj tsam ntawm qhov chaw xa khoom, AMRs kuj tseem yuav siv qhov chaw txheeb ze rau kev ua haujlwm nyob ib puag ncig kev hloov pauv lossis tsis tau npaj txhij txog, xws li lub tsheb uas ob tog nres ntawm txoj kev. Qhov ob txoj hauv kev no ua rau AMRs los daws cov kev tsis sib haum xeeb ntawm kev ua haujlwm hauv nroog thiab ua kom cov khoom xa tuaj ncaj qha rau cov neeg siv khoom lub qhov rooj.
Kev tsim kho qhov chaw Automation: Ntawm qhov chaw tsim kho, AMRs tau ua haujlwm los xyuas kom meej tias qhov project yog tsim raws li cov lus qhia meej uas tau tsim los ntawm cov kws tsim khoom. Lawv kuj pab ua hauj lwm xws li kev thauj mus los ntawm cov ntaub ntawv thiab daim ntawv qhia los yog kev soj ntsuam ntawm ib puag ncig. Cov chaw no feem ntau nthuav dav thaj chaw loj nrog cov chaw hloov pauv tas li, xav kom AMRs siv qhov chaw tiag tiag rau kev taw qhia thiab tswj kev taw qhia nyob rau hauv tag nrho qhov project site. Cov txheeb ze muab tso rau hauv kev ua si thaum AMRs ua cov haujlwm uas yuav tsum muaj kev cuam tshuam nrog cov ntsiab lus muaj zog, xws li zam lwm yam khoom siv lossis txawm tias cov neeg ua haujlwm ntawm lub xaib. Kev sib xyaw ua ke ntawm ob qhov chaw tso cai tso cai rau AMRs tau txais txiaj ntsig zoo rau txoj haujlwm nyuaj thiab muaj zog ntawm kev tsim kho, txhim kho kev ua haujlwm thiab kev nyab xeeb.
Autonomous Road Maintenance: AMRs tau siv ntau dua hauv kev saib xyuas txoj haujlwm xws li kev tshuaj xyuas pavement, tawg sealing, thiab kab painting. Cov neeg hlau no siv qhov chaw tiag tiag rau kev taug kev raws txoj kev loj lossis txoj kev, kom lawv nyob ntawm qhov chaw ntev thiab tuaj yeem ntes tau qhov chaw tshwj xeeb uas yuav tsum muaj kev saib xyuas. Thaum ua cov haujlwm no, lawv hloov mus rau qhov chaw txheeb ze kom raug txheeb xyuas thiab daws cov kev tsis zoo ntawm txoj kev tshwj xeeb, pleev xim rau txoj kab nrog qhov tseeb, lossis taug kev ncig cov teeb meem. Qhov kev muaj peev xwm dual no tso cai rau AMRs tswj hwm txoj haujlwm kev saib xyuas kev ua haujlwm tau zoo thaum txo qhov xav tau ntawm tib neeg cov neeg ua haujlwm ua haujlwm hauv cov chaw muaj kev phom sij, txhim kho kev nyab xeeb thiab tsim khoom.
Environmental Monitoring thiab Conservation: Nyob rau hauv ib puag ncig sab nraum zoov, AMRs feem ntau yog siv rau kev saib xyuas ib puag ncig thiab kev txuag kev siv zog xws li kev taug qab tsiaj qus, nrhiav kom muaj kuab paug, thiab chaw nyob. Cov neeg hlau no siv qhov chaw tiag tiag los taug kev thaj chaw loj heev, los ntawm hav zoov mus rau thaj chaw ntug dej hiav txwv, ua kom muaj kev nyab xeeb ntawm thaj av thiab tso cai rau kev ntes cov ncauj lus kom ntxaws qhov chaw tshawb fawb thiab kos duab. AMRs tuaj yeem ua haujlwm zoo li kev ntes cov duab siab - daws teeb meem, khaws cov qauv, lossis taug qab cov tsiaj txav nrog qhov tseeb qhov tseeb thiab tuaj yeem tso cov qauv no dhau sijhawm hauv txoj kev sib koom ua ke.
Nyob rau hauv tag nrho cov piv txwv saum toj no, qhov tseeb qhov tseeb ntawm qhov tsawg tshaj li ib lub 'meter' yuav tsum tau zam kom tsis txhob muaj kev puas tsuaj loj. Kev raug mob ntawm cov neeg ua haujlwm, cov khoom lag luam poob ntau, thiab cov nqi qeeb yog txhua yam yuav tsis muaj qhov chaw meej. Qhov tseem ceeb, Txhua qhov chaw AMR yuav tsum tau ua haujlwm li ntawm ob peb centimeters yuav xav kom nws muaj ob qho tib si txheeb ze thiab qhov chaw daws teeb meem.
Technology rau qhov chaw txheeb ze
AMRs siv ntau lub sensors los nrhiav lawv tus kheej nrog rau lwm yam khoom hauv lawv qhov chaw. Cov no suav nrog:
Cov koob yees duab: Cov koob yees duab ua haujlwm raws li qhov pom kev pom ntawm cov neeg siv hluav taws xob tswj hwm tus kheej, muab cov duab tam sim ntawm lawv ib puag ncig zoo ib yam li tib neeg lub qhov muag ua haujlwm. Cov cuab yeej no ntes cov ntaub ntawv pom kev nplua nuj uas cov neeg hlau tuaj yeem siv rau kev tshawb nrhiav khoom, kev tiv thaiv kev tiv thaiv, thiab kev ua ib puag ncig. Txawm li cas los xij, cov koob yees duab nyob ntawm lub teeb pom kev zoo thiab tuaj yeem cuam tshuam los ntawm huab cua phem xws li huab cua, nag, lossis tsaus ntuj. Txhawm rau hais txog cov kev txwv no, cov koob yees duab feem ntau tau ua ke nrog nyob ze -infrared sensors lossis nruab nrog lub peev xwm pom kev hmo ntuj, uas tso cai rau cov neeg hlau pom nyob rau hauv qis- teeb pom kev zoo. Cov koob yees duab yog ib qho tseem ceeb hauv kev pom odometry, ib txoj hauv kev uas cov kev hloov hauv txoj hauj lwm dhau sij hawm raug xam los ntawm kev txheeb xyuas cov duab hauv lub koob yees duab. Feem ntau, cov koob yees duab ib txwm xav tau kev ua haujlwm tseem ceeb los hloov lawv cov duab 2-D rau hauv 3-D qauv.
Radar Sensors: Radar sensors ua haujlwm los ntawm emitting lub xov tooj cua pulsating uas cuam tshuam cov khoom, muab cov ntaub ntawv hais txog cov khoom ceev, qhov deb, thiab qhov chaw txheeb ze. Cov thev naus laus zis no muaj zog thiab tuaj yeem ua haujlwm tau zoo hauv ntau qhov chaw ib puag ncig, suav nrog nag, huab cua, thiab plua plav, qhov twg lub koob yees duab thiab lidar yuav tawm tsam. Txawm li cas los xij, radar sensors feem ntau muab cov ntaub ntawv sparser thiab kev daws teeb meem qis dua piv rau lwm hom sensor. Txawm li cas los xij, lawv tsis muaj nuj nqis rau lawv txoj kev ntseeg siab hauv kev tshawb xyuas qhov nrawm ntawm cov khoom txav, ua rau lawv tshwj xeeb tshaj yog muaj txiaj ntsig zoo hauv qhov chaw muaj zog uas nkag siab txog kev txav ntawm lwm qhov chaw yog qhov tseem ceeb.
Lidar Sensors: Lidar, los yog Lub Teeb Pom Kev thiab Ranging, yog lub tshuab sensor uas siv laser pulses los ntsuas qhov deb los ntawm lub sij hawm qhov kev xav ntawm lub teeb tawm ntawm cov khoom. Los ntawm kev soj ntsuam ib puag ncig nrog ceev ceev laser pulses, lidar tsim kom muaj tseeb, cov ncauj lus kom ntxaws 3D ntawm ib puag ncig. Qhov no ua rau nws yog ib qho cuab yeej tseem ceeb rau ib txhij qhov chaw thiab daim ntawv qhia (SLAM), qhov twg cov neeg hlau tsim ib daim ntawv qhia ntawm ib puag ncig tsis paub thaum taug qab nws qhov chaw nyob hauv daim ntawv qhia ntawd. lidar paub txog nws qhov tseeb thiab muaj peev xwm ua haujlwm tau zoo nyob rau hauv ntau yam teeb pom kev zoo, txawm hais tias nws tuaj yeem ua haujlwm tsawg dua hauv nag, daus, los yog huab cua, qhov twg cov tee dej tuaj yeem cuam tshuam cov kab teeb laser. Txawm hais tias nws yog ib qho cuab yeej kim heev, lidar tau nyiam nyob rau hauv kev siv tus kheej navigation vim nws qhov tseeb thiab kev ntseeg siab hauv cov cheeb tsam nyuaj.
Ultrasonic Sensors: Ultrasonic sensors ua haujlwm los ntawm emitting siab - zaus suab nthwv dej uas thaws tawm ntawm cov khoom nyob ze, nrog lub sensor ntsuas lub sij hawm nws yuav siv sij hawm rau lub ncha rov qab. Qhov no tso cai rau tus neeg hlau los xam qhov kev ncua deb ntawm cov khoom thiab cov teeb meem hauv nws txoj kev. Cov sensors no muaj txiaj ntsig tshwj xeeb rau kev tshawb pom luv luv - ntau yam thiab feem ntau ua haujlwm qeeb, kaw- ntau yam kev ua ub no xws li kev taug kev hauv qhov chaw nruj xws li cov chaw hauv tsev khaws khoom, lossis rau kev ua haujlwm zoo xws li docking lossis thaub qab. Ultrasonic sensors yog tus nqi- ua haujlwm tau zoo thiab ua haujlwm tau zoo hauv ntau yam xwm txheej, tab sis lawv qhov kev txwv tsawg thiab lub sijhawm teb qeeb dua piv rau lidar thiab cov koob yees duab txhais tau tias lawv zoo tshaj plaws rau qhov tshwj xeeb, tswj ib puag ncig uas siab precision nyob ze yuav tsum tau.
Lub hauv paus siv thev naus laus zis siv los ua qhov tseeb pib nrog GNSS (lub ntsiab lus uas suav nrog GPS thiab lwm lub tshuab satellite xws li GLONASS, Galileo, thiab BeiDou). Muab hais tias GNSS cuam tshuam los ntawm huab cua puag ncig thiab satellite inconsistencies, nws tuaj yeem muab txoj haujlwm daws teeb meem uas tawm los ntawm ntau meters. Rau AMRs uas xav tau kev taw qhia meej dua, qhov no tsis zoo txaus - yog li qhov kev tshwm sim ntawm cov cuab yeej hu ua GNSS Kho uas ua rau qhov kev ua yuam kev no txo qis mus rau ib qho centimeter.
RTK: Tiag -time kinematic (RTK) siv lub network ntawm cov chaw nres tsheb hauv paus nrog cov haujlwm paub ua cov ntsiab lus siv los kho GNSS qhov chaw txais qhov kwv yees. Ntev npaum li AMR nyob hauv 50 mais ntawm lub hauv paus chaw nres tsheb thiab muaj kev sib txuas lus txhim khu kev qha, RTK tuaj yeem muab qhov tseeb ntawm 1-2-centimeter.
SSR lossis PPP-RTK: Lub Xeev Qhov Chaw Sawv Cev (SSR), uas yog qee zaum hu ua PPP-RTK, siv cov ntaub ntawv los ntawm lub hauv paus chaw nres tsheb network, tab sis tsis txhob xa cov kev kho ncaj qha los ntawm lub chaw nres tsheb hauv zos, nws ua qauv ua qhov yuam kev thoob plaws thaj chaw dav. Qhov tshwm sim yog qhov dav dav tso cai rau kev ncua deb tshaj 50km ntawm lub hauv paus chaw nres tsheb, tab sis qhov tseeb poob mus rau 3-10 centimeters los yog ntau dua nyob ntawm qhov ceev thiab zoo ntawm lub network.
Thaum ob txoj hauv kev no ua haujlwm zoo tshwj xeeb qhov twg GNSS cov cim muaj nyob (feem ntau qhib ntuj), ntau AMRs yuav tawm mus deb ntawm lub ntuj qhib, qhov twg muaj kev cuam tshuam ntawm GNSS receiver ntawm AMR thiab saum ntuj. Qhov no tuaj yeem tshwm sim hauv tunnels, chaw nres tsheb, chaw nres tsheb, thiab thaj chaw hauv nroog. Qhov no yog qhov Inertial Navigation Systems (INS) tuaj koom nrog lawv Inertial Measurement Unit (IMU) thiab Sensor Fusion software.
IMU- Ib qho IMU muab cov accelerometers, gyroscopes, thiab qee zaum magnetometers los ntsuas qhov system cov kab nrawm nrawm, qhov nrawm nrawm, thiab lub zog sib nqus, feem. Qhov no yog cov ntaub ntawv tseem ceeb uas ua rau INS txiav txim siab txoj hauj lwm, tshaj tawm, thiab kev taw qhia ntawm ib qho khoom txheeb ze rau qhov pib ntawm lub sijhawm tiag tiag -.
Keeb kwm ntawm IMU hnub rov qab mus rau thaum ntxov xyoo pua 20th, nrog rau nws cov hauv paus hniav nyob rau hauv txoj kev loj hlob ntawm gyroscopic li siv nyob rau hauv navigation systems rau nkoj thiab aircraft. Thawj cov tswv yim IMUs tau tsim thaum Ntiaj Teb Tsov Rog II, feem ntau yog siv rau hauv cov kev taw qhia missile thiab tom qab ntawd hauv qhov chaw ua haujlwm. Piv txwv li, Apollo missions, vam khom rau IMUs rau navigation nyob rau hauv qhov chaw, qhov twg ib txwm navigation txoj kev tsis ua tau. Tau ntau xyoo lawm, IMU thev naus laus zis tau nce siab heev, uas tau tsav los ntawm cov khoom siv hluav taws xob me me thiab qhov tshwm sim ntawm Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) thev naus laus zis hauv lub xyoo pua 20th. Qhov kev hloov pauv no tau ua rau muaj kev cog lus ntau dua, pheej yig, thiab raug IMUs, ua rau lawv kev koom ua ke rau ntau yam khoom siv hluav taws xob, tsheb, thiab kev lag luam niaj hnub no.
Sensor Fusion- Sensor fusion software yog lub luag haujlwm rau kev sib txuas cov ntaub ntawv los ntawm IMU, nrog rau lwm cov sensors los tsim kom muaj kev sib koom ua ke thiab kev nkag siab zoo ntawm AMR qhov chaw kiag li thaum GNSS tsis muaj. Cov kev siv yooj yim tshaj plaws "sau hauv qhov khoob" tiag tiag - lub sijhawm, nruab nrab ntawm thaum lub teeb liab GNSS poob thiab thaum nws raug khaws rov qab los ntawm AMR. Qhov tseeb ntawm sensor fusion software nyob ntawm ntau yam, nrog rau qhov zoo thiab kev ntsuas ntawm cov sensors koom nrog, cov algorithms siv rau fusion, thiab cov ntawv thov tshwj xeeb lossis ib puag ncig uas nws tau siv. Ntau qhov kev sib tw sensor fusion software muaj peev xwm hla - sib cuam tshuam cov kev sib txawv sensor, uas ua rau muaj qhov tseeb ntawm qhov chaw zoo dua li ntawm ib qho ntawm cov sensors hauv kev daws teeb meem ua haujlwm ib leeg.
RTK rau GNSS muab qhov tseeb qhov tseeb ntawm qhov chaw tiag tiag rau cov neeg hlau tsis muaj zog. Yog tsis muaj RTK, txawm li cas los xij, ntau daim ntawv thov neeg hlau tsuas yog ua tsis tau lossis siv tau. Los ntawm kev tsim kho kev tshawb fawb rovers mus rau kev xa cov drones thiab cov cuab yeej ua liaj ua teb autonomous, ntau AMRs nyob ntawm qhov centimeter - qhov tseeb qhov tseeb uas tsuas yog RTK tuaj yeem muab tau.
Hais tias, kev daws teeb meem RTK tsuas yog zoo li lub network tom qab nws. Consistently reliable corrections require a highly dense network of base stations so that receivers are always within close enough range for accurate error corrections. Lub network loj dua, nws yooj yim dua kom tau txais kev kho rau AMRs los ntawm txhua qhov chaw. Kev ceev ib leeg tsis yog qhov tseem ceeb xwb. Cov tes hauj lwm yog qhov nyuaj heev tiag tiag- lub sijhawm ua haujlwm thiab xav tau kev saib xyuas kev tshaj lij, kev soj ntsuam, thiab kev kuaj xyuas kev ncaj ncees kom ntseeg tau tias cov ntaub ntawv xa mus rau AMR yog qhov tseeb thiab ntseeg tau.
Tag nrho cov no txhais li cas rau cov neeg tsim khoom ntawm cov neeg ua haujlwm ywj pheej? Yam tsawg kawg ntawm qhov kev thov sab nraum zoov muaj kev txhawj xeeb, tsis muaj AMR ua tiav yam tsis muaj RTK-powered GNSS receiver. Rau qhov kev daws teeb meem zoo tshaj plaws, cov neeg tsim khoom yuav tsum tso siab rau qhov ntom ntom thiab txhim khu kev qha RTK network. Thiab qhov twg cov neeg hlau yuav tsum txav mus los tsis tu ncua nyob rau hauv thiab tawm ntawm qhov zoo tshaj plaws GNSS teeb liab ib puag ncig, xws li rau tus kheej - tsav tsheb xa khoom, RTK ua ke nrog IMU muab cov ntsiab lus zoo tshaj plaws ntawm qhov chaw muaj.
Tsis muaj ob daim ntawv thov kev siv neeg hlau tsis sib haum yog tib yam, thiab txhua qhov kev teeb tsa tshwj xeeb yuav tsum muaj nws tus kheej sib xyaw ntawm cov txheeb ze thiab cov ntaub ntawv qhia txog qhov tseeb. Rau sab nraum zoov AMRs ntawm tag kis, txawm li cas los xij, GNSS nrog lub zog RTK kho lub network yog qhov tseem ceeb ntawm pawg sensor.