Robotų matymo, navigacijos ir padėties nustatymo sistemos yra svarbios robotų sistemų sudedamosios dalys, kurios leidžia robotams pasiekti autonominį judėjimą ir tikslų padėties nustatymą. Žemiau pateikiamas išsamus jų darbo principų įvadas:
1. Robotų vizijos sistema
Roboto matymo sistema per jutiklius, pvz., fotoaparatus ir LiDAR, gauna vaizdus arba taškų debesies duomenis apie aplinką ir atlieka vaizdo apdorojimą bei funkcijų ištraukimą, kad pasiektų tokias funkcijas kaip objekto aptikimas, sekimas ir atpažinimas. Darbo principas apima šiuos veiksmus:
(1) Vaizdų arba taškinių debesų duomenų rinkimas: roboto regėjimo sistema per jutiklius renka supančios aplinkos vaizdus arba taškų debesies duomenis.
(2) Išankstinis apdorojimas: vaizdinė sistema iš anksto apdoroja surinktus duomenis, įskaitant triukšmo slopinimą, iškraipymų taisymą, filtravimą ir kitas operacijas.
(3) Funkcijų išskyrimas: vaizdinė sistema iš iš anksto apdorotų duomenų išskiria su taikiniu susijusias funkcijas.
(4) Taikinio atpažinimas ir sekimas: vaizdinė sistema atpažįsta taikinį ir seka jo judėjimo trajektoriją pagal funkcijų atitikimo algoritmus.
2. Robotų navigacijos sistema
Roboto navigacijos sistema teikia mobilias valdymo komandas robotams, kad būtų galima autonomiškai išvengti kliūčių, planuoti kelią ir atlikti kitas funkcijas. Darbo principas apima šiuos veiksmus:
(1) Aplinkos suvokimas: navigacijos sistema per jutiklius gauna informaciją apie supančią aplinką.
(2) Žemėlapio sudarymas: navigacijos sistema generuoja roboto aplinkos žemėlapį pagal jutiklių surinktus duomenis.
(3) Kelio planavimas: navigacijos sistema suplanuoja kelią žemėlapyje pagal tikslinį tašką ir esamą roboto padėtį bei nustato optimalų roboto judėjimo kelią.
(4) Judėjimo valdymas: navigacijos sistema paverčia kelio planavimo rezultatus į roboto judesio valdymo instrukcijas, leidžiančias robotui savarankiškai judėti pagal nustatytą kelią.
3. Robotų padėties nustatymo sistema
Roboto padėties nustatymo sistema pateikia tikslią laikysenos ir padėties informaciją, kad robotai galėtų tiksliai nustatyti padėtį, išvengti kliūčių ir atlikti kitas funkcijas. Darbo principas apima šiuos veiksmus:
(1) Jutiklio gavimas: roboto padėties nustatymo sistema gauna informaciją apie roboto laikyseną ir padėtį naudodama įvairius jutiklius, tokius kaip GPS ir inercinė navigacija.
(2) Būsenos įvertinimas: roboto padėties nustatymo sistema įvertina roboto būseną pagal jutiklių surinktus duomenis ir ištaiso galimas klaidas.
(3) Stebėjimas ir atnaujinimas: roboto padėties nustatymo sistema seka ir atnaujina roboto laikyseną ir padėtį, remdamasi sekimo algoritmais, ir pateikia esamos roboto padėties ir laikysenos informaciją.
Apibendrinant galima teigti, kad roboto regėjimo, navigacijos ir padėties nustatymo sistemos yra pagrindinės technologijos, leidžiančios robotams pasiekti autonominį judėjimą ir tikslų padėties nustatymą. Šios sistemos gali būti lanksčiai derinamos ir koreguojamos pagal skirtingų pritaikymo scenarijų poreikius, kad būtų pasiektas protingas robotų judėjimas ir veikimas įvairiose aplinkose.