原子机器人:高精度国产惯性导航为机器人产业赋能

原子机器人:高精度国产惯性导航为机器人产业赋能
2019年02月26日 19:18 1号机器人网

随着人工智能技术的发展,机器人需求也越来越火爆!而什么样的机器人才能称之为人工智能的一个载体,其核心技术之一就是可自主行走。

机器人实现自主行走的能力,需要靠多传感器的融合,每一个传感器都有自己的特定功能。

惯性导航系统(INS,Inertial Navigation System)在这里的用途就是让机器人实现对自身方向、姿态的自我感知和位置定位,辅助机器人按照规划路径行走,准确的旋转角度、行走直线和距离等。

那么什么是惯性导航系统? 它是一种不依赖于外部信息,也不向外辐射能量的自主式导航系统。它的工作原理建立在牛顿经典力学的基础上,通过惯性器件(陀螺仪和加速度计)来测量载体位置、姿态等信息的一个系统。其明显的优点是短时间精度很高,但缺点是长时间使用数据会漂移,且从理论上讲是不可避免的。

没有好的惯性导航产品怎么办?过去,国内企业基本上是依赖海外进口,如今,在造“中国芯”的感召下,国产惯性导航产品的发展也突飞猛进,崛起了一部分能够提供与国外产品相抗衡的优秀企业。

北京原子机器人科技有限公司(以下简称:原子机器人)正是在此背景下,取得了一定程度的技术突破,其“Saber家族”惯导产品,与同类型的国外产品相比,性能已经超越,价格更是有绝对的优势。

原子机器人的“Saber家族”惯导产品是把多个传感器数据融合在一起,主要指加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计、GNSS等(根据产品系列不同,其选择不同),利用其它传感器的数据对陀螺仪的数据进行校正,从而形成一个系统,输出既在短时间高动态又在长时间范围内精准且收敛的数据。

“Saber家族”的产品核心是算法,这里举2个算法融合后的数据实例:

*底层传感器的零漂1个小时通常都会超过10°,通过原子的算法优化后,零漂可以收敛到24小时1°;

*底层传感器1小时,随机运动的累积误差会很快发散,通过原子的算法引擎进行数据融合后,低端产品的累积误差可收敛到10度/小时,中端产品误差可以收敛到小于2度/小时;

正如原子机器人CEO张原所说:“原子在惯性导航产品算法的研究上投入了大量的人力和财力,拥有全部自主知识产权的高性能算法引擎是产品性能的基础,通过算法引擎可以把底层传感器的精度提升一个甚至几个数量级,也就意味着,相同成本下原子的传感器可以具有更高的性能。”

伴随工业4.0时代的到来,以及《中国制造2025》的提出,制造业智能化的脚步越来越近,必然带动机器人产业高歌猛进。2019年很可能是国产惯性导航拓展之年,特别是物流机器人、服务机器人、工业无人机/云台、VR/AR、机械臂、无人驾驶、行人导航、动作捕捉等等领域的发展,都会带来相关产业联动,势必为国内惯性导航企业发展创造大好机遇。

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