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3d pointclouds
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Case Study

3D 点云

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使机器人能够在未知和潜在危险的 3D 环境中安全转向



在本文中:
  • 三维点云拼接增强机器人导航能力.........: Waygate Technologies 开发了一种三维激光点云拼接解决方案,使自主机器人能够安全地在复杂和危险的工业环境中导航。
  • 实时环境制图: 该系统可持续捕捉三维激光扫描并将其合并为一个连贯的点云,从而创建机器人周围环境的详细数字孪生图,以进行精确的路径规划
  • 提高密闭空间的安全性: 通过提供准确的空间感知,该技术可降低碰撞风险,并提高在密闭或未知环境中的操作安全性
  • 支持自主和远程操作: 拼接点云数据可实现自主导航和远程操作员控制,非常适合在无法进入或危险区域进行检测
  • 可扩展的工业应用 : 该技术适用于各种行业,包括石油天然气、发电和基础设施行业,在这些行业中,机器人检测和测绘至关重要


3D 环境可视化

机器人携带一个旋转式 3D 激光测距仪(专为此应用开发)。 由三维点云组成的激光数据被传输到控制电脑上进行处理。 处理过程包括将新数据与之前采集的点进行匹配,从而得到一个能正确反映环境的连贯点云。 在个人电脑上,操作员可以通过一个查看器应用程序方便地观察这种表示方法。



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点云

3D 激光测距仪可创建环境点云。 通过移动机器人,可以从不同位置创建多个点云。 这样,点云的 "密度 "更高,信息量更大。

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传感器数据

机器人传感器数据,如惯性测量单元(IMU)和编码器数据(车轮旋转),作为附加信息源被添加到模型中。

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数据处理

先进的算法可处理来自拼接点云和机载传感器数据的所有数据,从而计算出三维空间中的准确位置。



如何运行

导航系统采用模块化结构。 这主要得益于使用以太网进行通信。 根据安装/使用的模块,PC 计算机上的导航滤波器可以提供更好或相当粗糙的定位估计。 软件结构基于单独编码的模块,这些模块通过进程间通道进行通信,以共享信息。

执行模块

- 电机控制软件(包括导航过滤器)
- 激光点云处理器
- 3D 可视化模块
- 视频录制和播放模块
 

通信

导航模块通过以太网与控制电脑通信。 数据由 PC 上的软件直接评估。 机器人控制软件也在个人电脑上运行,并通过以太网向板载电机控制器发送运动指令。



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