3D点群
ロボットが未知の危険な3D環境で安全に操縦できるようにする
この記事で
- 3D点群ステッチングがロボットナビゲーションを強化 ： ウェイゲート・テクノロジーズは、自律型ロボットが複雑で危険な産業環境を安全にナビゲートできるよう、3Dレーザー点群ステッチング・ソリューションを開発しました。
- リアルタイム環境マッピング： システムは3Dレーザースキャンを連続的にキャプチャし、統合点群にすることで、ロボットの周囲の詳細なデジタルツインを作成し、正確なパスプランニングを行います。
- 閉鎖空間での安全性の向上 ： 正確な空間認識を提供することで、衝突のリスクを低減し、狭い場所や未知の環境での操作の安全性を高めます。
- 自律および遠隔操作をサポート ： 点群データをつなぎ合わせることで、自律航行とオペレーターによる遠隔操作の両方が可能になり、アクセスしにくい場所や危険な場所での検査に最適です。
- 産業用途への拡張性 ： このテクノロジーは、ロボットによる検査やマッピングが重要な石油・ガス、発電、インフラなど、さまざまな産業に適応します。
3D環境視覚化
ロボットは回転式の3Dレーザー距離計（この用途のために特別に開発された）を搭載している。 3D点群からなるレーザーデータは制御PCに送信され、そこで処理される。 この処理では、新しいデータを以前に収集された点にマッチングさせ、環境を正しく表現する首尾一貫した点群を生成する。 PC上では、ビューアアプリケーションにより、オペレータはこの表現を便利な方法で観察することができます。
ポイントクラウド
3Dレーザー距離計は環境のポイントクラウドを作成します。 ロボットを動かすことで、異なる位置から複数の点群が作成される。 これにより、より多くの情報を持つ「密度の高い」点群が得られる。
センサーデータ
IMU（慣性計測ユニット）やエンコーダデータ（車輪の回転）のようなロボットセンサデータは、追加情報源としてモデルに追加される。
データ処理
高度なアルゴリズムが、スティッチングされたポイントクラウドとオンボードセンサーデータのすべてのデータを処理し、3D空間内の正確な位置を計算する。
仕組み
ナビゲーション・システムはモジュラー・アーキテクチャーを採用している。 これは主に通信にイーサネットを使用しているためです。 どのモジュールを搭載/使用するかによって、PCコンピューター上のナビゲーションフィルターは、より良い、あるいは大まかな定位推定を提供することができます。 ソフトウェア・アーキテクチャは、情報を共有するためにプロセス間チャネルを介して通信する個別にコード化されたモジュールに基づいています。
実装モジュール
- モーター制御ソフトウェア（ナビゲーションフィルターを含む）
- レーザー点群プロセッサー
- 3Dビジュアライゼーションモジュール
- ビデオ録画・再生モジュール
通信
ナビゲーション・モジュールはイーサネットを介してコントロールPCと通信します。 データはPC上のソフトウェアで直接評価される。 ロボット制御ソフトウェアもPC上で動作し、イーサネットを介してオンボード・モーター・コントローラーに動作コマンドを送信します。
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