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【科普】干货!带你从0了解移动机器人(五) ( 如何选择控制器类型)

2023-08-23 09:33 性质:转载 作者:浙江科聪 来源:浙江科聪
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控制器是移动机器人(AGV/AMR)最主要的核心部件,是整个车体的“大脑”,关系到车体的可靠稳定、性能指标和安全性。它通常用于接收传感器模块采集的数据,并进行信息处理分析,从而下发各种运动指...

控制器是移动机器人(AGV/AMR)最主要的核心部件,是整个车体的“大脑”,关系到车体的可靠稳定、性能指标和安全性。它通常用于接收传感器模块采集的数据,并进行信息处理分析,从而下发各种运动指令的硬件。目前,移动机器人控制器主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹,操作顺序及动作的时间等。

1、控制器类型

控制器在移动机器人中的重要性不言而喻,它们控制和管理机器人的所有活动。可以说,一个好的控制器可以提高机器人的性能、可靠性和安全性,并为不同的应用场景增加更多的功能。目前,我们将AGV/AMR采用的车载控制器基本分为以下四种:

PLC:即可编程程序控制器,是一种专用的数字化控制器,其主要功能是进行离散信号的输入输出、逻辑运算、数据采集和控制执行等。但PLC的可编程性比较有限,只能使用PLC专用的编程语言进行程序的开发和配置,虽然也可以实现控制和运算功能,但相对来说精度和速度都比较有限。

工控机(IPC):即工业控制计算机,具有重要的计算机属性和特征,其主要功能是进行数据处理、图像处理、控制算法等,广泛应用于复杂的工业自动化控制系统中。工控机和通用计算机的操作没有区别,这对操作员的质量提出了很高的要求。并且,一旦工控机系统发生故障,很难诊断出故障组件,价格适中。

单片机(MCN):是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。它们体积小、成本低、易于编程,然而,单片机的所有组件都不是工业级的,抗干扰能力特别是电源的抗干扰能力很弱,并且用MCU开发嵌入式系统需要高水平的专业知识以及时间和资源的投入。

上述三者的应用并不是泾渭分明的,例如 PLC 的内部核心就是一个嵌入式单片机;而工控机的编程语言可能也采用了 PLC 中常用的梯形图等语言;单片机上面也可以装载嵌入式实时操作系统,从而形成一个强大的多任务计算机。所以,虽然各有自己适用的领域,但是相互之间也会取长补短,融合应用。而随着AGV/AMR技术的不断发展,导航方式愈加多样化,激光、视觉等新技术的应用对控制器的算力要求大幅提高,这也催生了移动机器人专用控制器的诞生。

移动机器人专用控制器:是一种为移动机器人专门设计的控制器,集成了成熟的导航和运动控制算法(例如:激光定位算法、麦克纳姆轮控制算法),具有功耗低、响应速度快、抗干扰能力强等特点,可以更好地满足移动机器人行业的需求。此外,它的模块化设计也为用户提供了更多的可定制化选项,以适应各种不同的应用场景。

AGV/AMR控制器是AGV/AMR控制系统的核心,研制基于嵌入式计算机系统的专用AGV/AMR车载控制器,取代以采用工控机或通用PLC作为主控单元的AGV/AMR车载控制器是未来的技术发展趋势,也是今后研发工作的重点。

选择合适的控制器是机器人系统中至关重要的一环。根据机器人的应用场景和功能需求,可以选择不同类型的控制器。那么如何选择适合自己的控制器呢?

2、选择控制器的核心因素

一般来说,选择一款好的产品是需要多维度来衡量的,在选择控制器时除了需要考虑性能外,还需要考虑产品功能应用。只有选择适合的控制器,才能确保机器人系统的稳定性和可靠性,提高机器人系统的性能和效率。

在性能方面,控制器需要具备一定的硬件、嵌入式、算法和系统层面的指标和认证,以保证其可靠稳定性,包括温度范围(-40~80)℃、相对湿度范围(10~90)% RH 、IP防护等级IP54以上、是否具有防爆认证、腐蚀气体环境等级等。以及能达到的速度、精度、稳定性和响应时间。此外,控制器还需要具备冗余技术指标能力,以确保长期、连续的可靠稳定运行。

在功能应用方面,需要根据自身需求考虑控制器能够适配不同的导航方式和底盘类型,同时具备一定的开放性,以支持用户根据实际应用需求进行二次开发。不同的类型的控制器具有不同的功能,因此需要根据具体需求进行选择。例如,一些控制器可能支持SLAM技术(同时定位与地图构建),而另一些可能不支持。

如今,在现代工业和物流领域,移动机器人专用控制器已成为不可或缺的一部分,为增强生产力和降低人工成本做出了巨大的贡献。而为了更好的适配自己的机器人,使用专业移动机器人控制器可以让开发者专注于项目本身,而不必在底层硬件和软件上花太多精力,从而提高研发效率和成功率。将固定的研发成本,把不可控制的时间成本变成一个可控的成本。您将有更多的精力去专注于最终用户的应用方案,工艺流程等。

选择合适的控制器取决于所需的功能、预算和对开发环境的熟悉程度等因素。但是确保控制器的稳定性和可靠性也是非常关键的,这将直接影响到机器人的性能和工作效果。移动机器人专业控制器不失为一个更好的选择

浙江科聪是国内领先的机器人核心控制系统和整体解决方案提供商。公司成立于2015年,位于美丽杭州的钱塘江畔。公司致力于为客户提供国际一流的机器人技术、产品和解决方案。公司产品广泛应用于无人巡检、仓储、物流、安保巡逻、清洁、工程车辆、农业机械等众多领域。

公司技术实力强劲,拥有移动机器人全方位技术研发、产品化和工程化能力,覆盖机器人技术相关机械、电路、软件、算法、电气、整机集成交叉学科全领域。核心团队成员均为从业10年以上的机器人、自动化和人工智能行业技术专家。公司依托浙江大学、清华大学和中国科技大学等国内高校平台,并在国际范围内与美国卡耐基梅隆大学、德国德累斯顿大学、慕尼黑工业大学、美国硅谷的人工智能技术团队达成了伙伴合作关系。公司已掌握智能移动机器人基于多传感器融合的环境学习与精确定位技术、动态路径规划与精确轨迹跟踪技术、移动机器人多驱运动控制技术、基于深度学习与智能云的数据挖掘技术、多智体分布式协作技术、特种环境防护技术与本质安全防爆技术等一系列国内领先国际一流技术。

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