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3D感測器:機器人安全的新方法和新應用

3D感測系統能讓機器人與人類員工更緊密地協作。Veo Robotics

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

根據The Robot Report報導,先進視覺系統能讓機器人看到其環境及其中的人類,並以安全和協作的方式做出相應反應。這能讓機器人實施速度和分離監測(Speed and Separation Monitoring;SSM)標準。

問題在於視覺系統須夠先進,不僅要能檢測、映射和對其看見的東西做分類,同時也要能預測它所看到的軌跡。

雖然像2D光達(LiDAR)等許多新技術確實能讓機器人看到其環境。但這些技術在幾個方面不盡如人意,且無法提供實現SSM標準所需的豐富數據。2D光達1次僅掃描1個平面,若保護工業機器人的2D光達偵測到幾公尺遠的東西,它將不得不完全停止機器人,因為入侵的可能是1個人的腿,這意味著那個人的手臂會更接近。

然而,提供3D深度訊息的新型感測器,如3D飛時(TOF)鏡頭、3D光達和立體視覺鏡頭,可更準確地檢測和定位對區域的入侵。若守衛機器人的3D系統在幾公尺之外檢測到人的腿,它將允許機器人繼續操作,直到對方實際伸出其手臂朝向機器人為止。

這能讓機器人的動作與人的動作之間有更緊密的聯繫,更意味著工業工程師將能設計將任務的每個子集適當地分配給人或機器。這種工作分配可最大限度地提高工作單元效率,降低成本並保證人員安全。

Veo Robotics正在打造1個3D感測系統。該系統使用自定義3D飛時鏡頭和電腦視覺演算法實現SSM標準。Veo系統會根據機器人的狀態和其他危險、操作員的位置及包括其他機器人安全功能和系統延遲在內的參數,來測量必要的保護間隔距離。

Veo系統在3D下以每秒30幀的速度感知機器人周圍的環境狀態,能確認機器人環境的所有可能的未來狀態,預測可能未檢測到的物品並監測潛在的不安全狀況。然後它會與機器人控制系統通訊,好在機器人接觸到不應接觸的任何東西之前減慢或停止機器人。