3D傳感器：機(jī)器人安全的新方法和新應(yīng)用

若要讓機(jī)器人與人類安全地協(xié)作，就須讓機(jī)器人以某種方式感知世界，處理所收集的訊息，并產(chǎn)生協(xié)作行動。目前協(xié)作機(jī)器人以觸覺作為與人類的溝通和協(xié)作手段。機(jī)器人觸碰到東西是其停止并避免傷害人類的訊號。但更好的解決方案是能讓機(jī)器人看到其環(huán)境及周遭人類的先進(jìn)視覺系統(tǒng)。

根據(jù)The Robot Report報(bào)導(dǎo)，先進(jìn)視覺系統(tǒng)能讓機(jī)器人看到其環(huán)境及其中的人類，并以安全和協(xié)作的方式做出相應(yīng)反應(yīng)。這能讓機(jī)器人實(shí)施速度和分離監(jiān)測(Speed and Separation Monitoring；SSM)標(biāo)準(zhǔn)。

3D感測系統(tǒng)能讓機(jī)器人與人類員工更緊密地協(xié)作

問題在于視覺系統(tǒng)須夠先進(jìn)，不僅要能檢測、映射和對其看見的東西做分類，同時也要能預(yù)測它所看到的軌跡。

雖然像2D光達(dá)(LiDAR)等許多新技術(shù)確實(shí)能讓機(jī)器人看到其環(huán)境。但這些技術(shù)在幾個方面不盡如人意，且無法提供實(shí)現(xiàn)SSM標(biāo)準(zhǔn)所需的豐富數(shù)據(jù)。2D光達(dá)1次僅掃描1個平面，若保護(hù)工業(yè)機(jī)器人的2D光達(dá)偵測到幾公尺遠(yuǎn)的東西，它將不得不完全停止機(jī)器人，因?yàn)槿肭值目赡苁?個人的腿，這意味著那個人的手臂會更接近。

然而，提供3D深度訊息的新型傳感器，如3D飛時(TOF)鏡頭、3D光達(dá)和立體視覺鏡頭，可更準(zhǔn)確地檢測和定位對區(qū)域的入侵。若守衛(wèi)機(jī)器人的3D系統(tǒng)在幾公尺之外檢測到人的腿，它將允許機(jī)器人繼續(xù)操作，直到對方實(shí)際伸出其手臂朝向機(jī)器人為止。

這能讓機(jī)器人的動作與人的動作之間有更緊密的聯(lián)系，更意味著工業(yè)工程師將能設(shè)計(jì)將任務(wù)的每個子集適當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機(jī)器。這種工作分配可最大限度地提高工作單元效率，降低成本并保證人員安全。

Veo Robotics正在打造1個3D感測系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用自定義3D飛時鏡頭和計(jì)算機(jī)視覺算法實(shí)現(xiàn)SSM標(biāo)準(zhǔn)。Veo系統(tǒng)會根據(jù)機(jī)器人的狀態(tài)和其它危險、操作員的位置及包括其它機(jī)器人安全功能和系統(tǒng)延遲在內(nèi)的參數(shù)，來測量必要的保護(hù)間隔距離。

Veo系統(tǒng)在3D下以每秒30幀的速度感知機(jī)器人周圍的環(huán)境狀態(tài)，能確認(rèn)機(jī)器人環(huán)境的所有可能的未來狀態(tài)，預(yù)測可能未檢測到的物品并監(jiān)測潛在的不安全狀況。然后它會與機(jī)器人控制系統(tǒng)通訊，好在機(jī)器人接觸到不應(yīng)接觸的任何東西之前減慢或停止機(jī)器人。