建立屬于自己的原創信息品牌站 了解企業站
返回首頁 hi, 歡迎來到機器人在線 請登錄/ 免費注冊 訂閱郵件
  • 【優艾智合】移動機器人定位導航方式的演進和市場應用的變化

    發布時間:2020年07月07日

    在過去二十年時間里,移動機器人逐步進入到工業和商用場景,工業物流搬運、最后一公里配送、安防巡邏、電力巡檢等等應用。一方面,是整體產業需求的演進,產業結構的調整,另一方面,與移動機器人定位導航方式的進化息息相關。從磁條導航、二維碼導航、激光導航再到視覺導航,每次導航方式的提升都帶來了新的產業機會。本文將從定位導航方式演進的角度,分析其帶來的市場應用的變化。


    磁條導航與傳統制造業

    磁條導航是最常見的移動機器人定位與導航方式,在過去二十年時間發揮了巨大的作用。我們看到當年移動機器人領域大的玩家,例如新松、華曉、昆船、機科等,都將磁導航發揮到了極致,特別是在汽車領域。


    磁導引AGV


    某汽車工廠大件直送方案(注:來自于華曉官網)


    在這些領域的推廣過程,大多是產線相對比較穩定,物流搬運的路線相對比較統一,將人力不好搬運的組裝生產零件變成自動化的解決方案,以提高運行效率。磁導引在這個過程中,也充分發揮了其成本低、易于實施、定制方便以及穩定性高等諸多優點,因此可以在市面上看到很多磁導引移動機器人的應用。但在過去的十余年間,磁導引的一些問題也逐漸顯現,路線固定、現場實施后不易調整、磁條容易受到現場金屬等物體的破壞等等,也給用戶帶來了很多的困擾。新的應用也在催生新的導航方式。


    二維碼導航與電商倉儲

    二維碼導航的應用,是由Kiva帶火的,亞馬遜在2012年斥資7.75億美元收購Kiva systems公司的機器人項目,這家公司專注于如何利用機器人在倉庫里完成網上大量的訂單派發工作。將二維碼導引帶進了人們的視野,我是在14年的時候第一次看到亞馬遜倉庫里跑滿了Kiva機器人的視頻,是非常震撼的,集群化的作業調度和整體系統化的改造令人震驚。


    Kiva機器人在倉儲環節的應用


    國內涌現了大量圍繞在倉儲的移動機器人公司,如快倉、Geek+、牧星,當然還有快速入局的??低?/a >,以及去年被曠視收購的艾瑞斯,先后在阿里巴巴、京東、申通等電商物流場景中投入使用。雖然電視媒體報導的很多,智慧物流等概念提了一波又一波,但是這一整套的實施成本是非常高的,不僅僅是機器人本身,更多是整個業務系統的調整。


    二維碼導航的原理,并不復雜,是通過二維碼相機掃描地面上的二維碼信息,獲得其ID,由ID的索引map得到位置信息。市面上,相對穩定且量大的二維碼傳感器也就是倍加福和??低?,目前國內大部分二維碼導引的機器人公司都使用這兩家的傳感器。


    二維碼導引的方式,成本低、部署容易、線路也方便調整,但是最大的問題還在于貼在地上的二維碼容易被磨損,需要定期維護,當然對于地面平整度要求也很高。所以二維碼導引用在一次沒有其他干預的場景是非常合適的,比如電商倉儲,或者地面情況好的無人車間。


    這里面我們也做了探索。不同于,貨架到人的類Kiva,優艾智合機器人去年在零售倉倉儲環節,做了面向單個料箱為單元的倉儲周轉的方案。推出了一款寬度只有460mm的,兼容二維碼導航和激光導航的Corgi機器人與ODS系統。這款機器人今年也成為了我們一個主力機型,在專業服務領域和半導體行業落地了很多應用,這里我就不再深入寫了。


    Youibot Corgi 兼容二維碼和激光導航


    激光導航與離散制造業、專用服務業

    激光導航這個技術由來很久了,提到激光導航,不得不說起SLAM技術。SLAM(simultaneous localization and mapping), 即時定位與地圖構建。機器人進入未知環境遇到的第一個問題,是路徑規劃及許多其他任務的前提,是實現機器人自主性的關鍵。我們將其稱之為機器人的“內外兼修”。激光SLAM的理論體系發展,在上世紀基本就相對成熟了,但是其工程化的落地也在最近幾年才得以穩定實現并推廣。


    SLAM與機器人


    最早國外NDC科爾摩根、ANT等激光導航模塊供應商在市場投入使用,給印刷、包裝、醫療、機床和機器人等行業的OEM機器制造商提供了解決方案。但市場并沒有快速的推廣使用,其原因有很多,成本高、實施門檻高等等。當然這里面的最核心問題還是市場應用沒有快速起來,在過去的5~10年時間內,之前工廠使用移動機器人的思考邏輯還是怎么去使用移動機器人去搬運人不好搬的東西,所以我們能看到早期的AGV都是重載類型的;同樣的原因,是商用服務以及專業服務的需求還沒有大量的產生。盡管在2015-2017年服務機器人市場非?;钴S,但真正需要跑起來的服務機器人少之又少,基本上是一個擺件,那時候說SLAM的服務機器人廠家基本都在瞎扯,其實其本質還在于語音與業務系統的交互。


    YouiPilot 激光SLAM后端系統


    在這幾年的發展,我們關注到制造業特別是離散制造行業,飛機、汽車配件、3C半導體等行業,嘗試將工廠的物質流進行聯通,所帶來的效果是整體效率的提升,保證生產過程的穩定、連續和可控。


    激光導引方式,其適應性好、不需要對環境進行額外的改造、部署效率高、任務調整快等優點,使得其在制造和更多場景帶來了新的應用可能。移動機器人AMR在這個過程中發揮的作用遠遠不止代替人類做搬運,而產生了更大的價值。


    Trans 200在發動機生產線


    激光SLAM的AMR帶來了更多任務的可能,基本可以實現【備料倉-生產線-成品倉】整個物流環節的轉運。


    YouiTMS直接生產材料過程轉運


    除了直接的生產材料過程轉運,在間接生產材料車間的配送,也發揮了巨大的價值。


    YouiTMS間接生產材料車間配送


    接下來,我會邀請我們公司智能制造產品線的產品總監專門圍繞在YouiTMS在智能工業物流進行分析,希望能帶來更多的使用價值,這里就不在深入剖析了。


    不僅僅在制造行業,在專用服務行業,激光導航也發揮了其優點,特別是在電力電廠等巡檢場景。一般這種巡檢場景是,范圍大、精度要求高(不然看不到儀表)、現場不易改造或者改造成本高,這種剛好是激光導引最擅長的。


    激光SLAM在巡檢及操作場景的應用


    當然,激光導航還有其成本高等缺點,主要也是圍繞在激光雷達整體的價格原因,導致其在民用等場景中的使用難度。因此,大家也在積極探索視覺導航等方式。


    視覺導航與商用服務

    視覺SLAM是過去幾年間,無論學術還是產業都很熱門的一個方向,MonoSLAM、Orb-SLAM、LSD-SLAM、KinectFusion等等。我的博士題目也是圍繞在視覺SLAM方向,我們都深知視覺SLAM的未來應用的潛力,其成本低、環境信息更豐富、不需要對環境進行任何改造,都會使得其應用的范圍更廣,比如用在更多的服務機器人身上。


    但現實非常骨感,目前視覺SLAM不成熟、不穩定、不可靠、對光線等環境因素依賴性大,一般用在掃地機器人,對精度和穩定性沒有任何要求的場景。其用在工業里面的,大多都是視覺路標(在墻上貼二維碼)的方式,如果硬說是視覺SLAM,我也知道只能說特別特別牽強了。在這個里面,我們有大量的問題還沒有解決,任重而道遠。


    形形色色的服務機器人


    總結

    導航只是一個工具或者說方法而已,在不同的場景選擇最合適的方案服務客戶和產生價值才是王道!希望我們每個從事這個行業的科研、產業人士能夠回歸本質,以價值為綱。

  • 獲取驗證碼
    甘肃省11选五走势图下载