Willkommen zum zweiten Blog unserer AMR-Navigations-Spotlight-Serie, in der wir uns auf die Sensoren konzentrieren, die Sie zur Lokalisierung und Wahrnehmung verwenden. Klicken Sie hier um den ersten Blog der Serie zu lesen, in dem es um Methoden zur Lokalisierung Ihres autonomen mobilen Roboters in verschiedenen Umgebungen und den Übergang zwischen den beiden Umgebungen geht.
Die Sensoren an Ihrem autonomen mobilen Roboter (AMR) erfüllen zwei Funktionen: Sie tragen zur Lokalisierung und Navigation des Roboters bei und ermöglichen es ihm, die Welt um ihn herum wahrzunehmen. Beide Funktionen sind von entscheidender Bedeutung und müssen bei der Entwicklung und Konstruktion Ihres AMR berücksichtigt werden.
In diesem Blog werden wir einige der technischen Überlegungen erörtern, die Sie beim Aufbau einer Plattform mit mehreren Sensoren berücksichtigen müssen.
Die vier wichtigsten Überlegungen zu AMR-Sensoren
1. Sichtfeld
Es klingt offensichtlich, aber Ihre Sensoren müssen das sehen können, was sie sehen müssen. Bei Navigationssensoren wie GNSS ist das ganz einfach: Die Antenne muss in Richtung Himmel ausgerichtet sein. Bei anderen Sensoren kann es jedoch etwas subtiler sein.
Wenn Ihr AMR beispielsweise eine Kamera an Bord hat, die zur Erkennung von ArUco-Markern für die Lokalisierung verwendet wird, sollten Sie in Erwägung ziehen, die Kamera etwas außerhalb der Mitte zu montieren. Dadurch hat die Kamera ein größeres Sichtfeld und kann mehr Markierungen erkennen. Der Nebeneffekt ist, dass Ihr AMR in der Lage ist, besser zu lokalisieren.
Berücksichtigen Sie auch, ob Sie einen 2D- (planaren) oder 3D-Sensor haben. Wir werden weiter unten im Blog noch genauer darauf eingehen, aber 2D-Sensoren müssen sorgfältig platziert werden, um sicherzustellen, dass sie das erkennen, was sie sollen (z. B. muss ein 2D-Radar in der richtigen Höhe angebracht werden, um alle Objekte zu erkennen, die ein Hindernis für Ihren AMR darstellen).
2. Sensorstörungen
Einige Sensoren, wie z. B. LiDAR und GNSS, können Störungen verursachen, wenn sie zu nahe beieinander liegen.
In diesem Fall ist eine Abschirmung wahrscheinlich die beste Option zur Abschwächung dieser Störung. Die Störung wird durch den Motor des LiDAR verursacht, der ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das das GNSS beeinflussen kann. Eine Metallplatte zwischen den Sensoren sollte die Auswirkungen abschwächen.
Bei anderen Störungen müssen Sie experimentieren, um herauszufinden, wie Sie diese abschwächen können.
3. 2D oder nicht 2D?
Abgesehen von den Shakespeare-Wörtern ist eine wichtige Überlegung bei der Entwicklung Ihres autonomen mobilen Roboters, ob Sie 2D- oder 3D-Sensoren verwenden. Wir haben bereits erörtert, wie sich dies auf die Platzierung der Sensoren auswirkt, aber die Entscheidung ist noch weitreichender als das. 3D-Sensoren können sehr viel mehr kosten als 2D-Sensoren. Das hat offensichtliche Auswirkungen auf die wirtschaftliche Rentabilität Ihrer Plattform. Aus dieser Perspektive sollten Sie die günstigsten Sensoren verwenden, um ein möglichst konkurrenzfähiges Endprodukt zu schaffen.
Andererseits müssen 2D-Sensoren, wie wir bereits besprochen haben, sorgfältig platziert werden, um sicherzustellen, dass sie die Dinge erkennen können, die sie erkennen sollen. 3D-Sensoren geben Ihnen mehr Freiheit bei der Platzierung.

4. Verknüpfung Ihrer Sensoren
In Automobilkreisen werden viele verschiedene Sensortechnologien in fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS). Ein gängiger Ansatz besteht darin, mehrere Sensoren für dieselbe Aufgabe zu verwenden - zum Beispiel Radar und Kameras zusammen für autonome Notbremssysteme (AEB). Radar ist sehr gut in der Lage, den Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt abzuschätzen - aber nicht, herauszufinden, was das Objekt ist. Kameras können die Entfernung nicht so leicht berechnen, aber sie können Objekte erkennen. Zusammen schaffen sie also ein zuverlässiges AEB-System, das nicht versehentlich auslöst, wenn das Radar eine Papiertüte erkennt.
Das gleiche Prinzip gilt für die AMR-Entwicklung. Scheuen Sie sich nicht, mit der Verschmelzung von Daten aus mehreren Sensoren zu experimentieren, um ein zuverlässigeres Ergebnis zu erzielen. Insbesondere bei der Lokalisierung können Sie mehrere Sensoren zusammenführen, um die Positions- und Navigationsgenauigkeit in einer Reihe von Umgebungen zu erhalten.
Die OxTS Schnittstelle Generic Aiding Data (GAD) kann bei dieser Sensor-Fusion helfen. Das OxTS Generic Aiding Data Software Development Kit (GAD SDK) bietet einen Rahmen für die Einspeisung externer Sensordaten in ein OxTS INS, wie das xRED3000 GNSS/INS Board Set als Hilfsmittel für die Navigation und Lokalisierung zu verwenden. Das GAD-Format bietet eine Standardschnittstelle, die unabhängig vom Sensortyp ist und den Prozess der Sensorfusion vereinfacht.
Gehen Sie nicht davon aus, dass Sensoren einfach sind!
Verstehen Sie uns nicht falsch - einige Elemente der Auswahl und Platzierung der Sensoren auf Ihrem AMR sind relativ unkomplizierte Entscheidungen. Aber es gibt auch versteckte Komplexitäten. Das oben erwähnte Kamera-Beispiel ist eines davon. Zu den anderen gehören die Konvertierung der Daten aller Sensoren in einen gemeinsamen Bezugsrahmen sowie die Synchronisierung (das Thema unseres nächsten Blogs in dieser Reihe). All diese Elemente müssen sorgfältig durchdacht werden, um sicherzustellen, dass sich Ihr AMR so verhält, wie Sie es erwarten, und dass Sie ein Produkt haben, das Ihre Kunden am Ende des Prozesses auch nutzen wollen.
Autonome Roboternavigation - Kurzbeschreibung
AMRs benötigen eine robuste Lösung zur Lokalisierung von Robotern; ein Werkzeug, das nicht nur die Position und Orientierung des Roboters erfasst, sondern auch in Innenräumen und im Freien funktioniert.
In dieser Lösungsübersicht gehen wir auf die Aspekte ein, die wir unseren Kunden empfehlen, wenn sie sich für eine Lokalisierungsquelle für ihre autonomen mobilen Roboter entscheiden.
Lesen Sie die Lösungsbeschreibung um zu erfahren, wie die richtige Roboterlokalisierungslösung Ihr AMR-Projekt unterstützen kann, einschließlich der wichtigsten Fragen, die Sie sich stellen müssen, bevor Sie ein Projekt in Angriff nehmen.
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, was wir derzeit für AMR-Ingenieure tun können, besuchen Sie unsere Bewerbungsseite.
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Halten Sie Ausschau nach dem nächsten Blog in unserer Serie: Timing und Synchronisation.