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(lèi)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(dòng)。目前協(xié)作機(jī)器人以觸覺(jué)作為與人類(lèi)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(lèi)的訊號(hào)。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(lèi)的先進(jìn)視覺(jué)系統(tǒng)。

根據(jù)The Robot Report報(bào)導(dǎo)，先進(jìn)視覺(jué)系統(tǒng)能讓機(jī)器人看到其環(huán)境及其中的人類(lèi)，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(cè)(Speed and Separation Monitoring；SSM)標(biāo)準(zhǔn)。

3D感測(cè)系統(tǒng)能讓機(jī)器人與人類(lèi)員工更緊密地協(xié)作

問(wèn)題在于視覺(jué)系統(tǒng)須夠先進(jìn)，不僅要能檢測(cè)、映射和對(duì)其看見(jiàn)的東西做分類(lèi)，同時(shí)也要能預(yù)測(cè)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(gè)方面不盡如人意，且無(wú)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(gè)平面，若保護(hù)工業(yè)機(jī)器人的2D光達(dá)偵測(cè)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(gè)人的腿，這意味著那個(gè)人的手臂會(huì)更接近。

然而，提供3D深度訊息的新型傳感器，如3D飛時(shí)(TOF)鏡頭、3D光達(dá)和立體視覺(jué)鏡頭，可更準(zhǔn)確地檢測(cè)和定位對(duì)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(cè)到人的腿，它將允許機(jī)器人繼續(xù)操作，直到對(duì)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(dòng)作與人的動(dòng)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(gè)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(gè)3D感測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用自定義3D飛時(shí)鏡頭和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法實(shí)現(xiàn)SSM標(biāo)準(zhǔn)。Veo系統(tǒng)會(huì)根據(jù)機(jī)器人的狀態(tài)和其它危險(xiǎn)、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(lái)測(cè)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?chē)沫h(huán)境狀態(tài)，能確認(rèn)機(jī)器人環(huán)境的所有可能的未來(lái)狀態(tài)，預(yù)測(cè)可能未檢測(cè)到的物品并監(jiān)測(cè)潛在的不安全狀況。然后它會(huì)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。