機(jī)器人輪胎抓取引導(dǎo)應(yīng)用案例分享 | LMS4000激光雷達(dá)高動態(tài)3D掃描

在輪胎廠的成品或半成品立體倉庫中轉(zhuǎn)存儲過程中，輪胎的出入庫都涉及大量搬運工作。隨著勞動力成本上漲以及效率要求提升，這類重體力勞動都正在移交給機(jī)器。

由于輪胎規(guī)格多樣，且擺放位置并不十分嚴(yán)格規(guī)范，為了實現(xiàn)可靠高效的抓取及搬運，除了需要靈活有力的“手”（工業(yè)機(jī)器人），迅捷準(zhǔn)確的“眼”（3D感知）也必不可少。

對于輪胎抓取的3D感知主要有以下難點：

? 大場景、大景深、高精度的檢測 （貨架一般長達(dá)數(shù)米，并且輪胎堆面的高度隨著搬運過程有數(shù)米的變化，精度需要達(dá)到毫米級）

? 高動態(tài)：檢測的時效性要求高，整體檢測需要在搬運間隙高速完成

? 低反射率：輪胎黑色橡膠的表面對光學(xué)系統(tǒng)頗具挑戰(zhàn)

LMS4000 激光雷達(dá)

 LMS4111R  

LMS4121R/LMS4124R

LMS4000是一款基于調(diào)頻連續(xù)波(FMCW) 的二維激光雷達(dá)，可以獲得毫米級的距離精度，是脈沖式TOF激光雷達(dá)、視覺方案的良好補(bǔ)充。

600Hz的高頻率、0.0833°的角分辨率，結(jié)合平移或云臺擺動的掃描方式，在 0.5~5.5m景深場景的高速動態(tài)3D掃描應(yīng)用上頗具優(yōu)勢，在此結(jié)合輪胎抓取應(yīng)用案例做一個擴(kuò)展分享。

應(yīng)用需求要點：

? 識別不同型號輪胎的特征，引導(dǎo)機(jī)械手自動抓取

? 貨位大：長2.5m、寬1.6m、高2.7m

? 同層多貨位覆蓋

LMS4000應(yīng)用方案的優(yōu)勢/客戶受益

?? 3米距離（該案例選用了3m量程款）+70°大視野，配合導(dǎo)軌線性平移掃描，一套雷達(dá)即可覆蓋同層多個貨位。

?? 數(shù)據(jù)處理簡單、毫米級的距離精度+高角分辨率保證高質(zhì)量3D點云數(shù)據(jù)，實現(xiàn)依據(jù)實際3D輪廓特征適配不同尺寸型號的輪胎抓取定位。

?? 可檢測反射率低至2% 的表面，低反射率物體（比如黑色橡膠）檢測表現(xiàn)出色。

?? 點云置信度高，幾乎不存在噪點。

?? 600Hz的掃描頻率，在2m/s掃描速度下，實現(xiàn)了約3mm的采樣間隔，保證高速動態(tài)下的點云密度，同時對工作節(jié)拍有更高的冗余。

實際輪胎3D掃描成圖

具體請觀看進(jìn)行實際輪胎抓取的視頻：

注：視頻中系統(tǒng)是調(diào)試狀態(tài)，激光雷達(dá)的掃描速度很快，但整體的節(jié)拍還很慢。

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