【導讀】自主機器人是智能機器，無(wú)需人工控制或干預即可理解其環(huán)境并從中導航。盡管自主機器人技術(shù)相對較新，但已在工廠(chǎng)、倉庫、城市和家庭等領(lǐng)域中廣泛應用。
自主機器人是智能機器，無(wú)需人工控制或干預即可理解其環(huán)境并從中導航。盡管自主機器人技術(shù)相對較新，但已在工廠(chǎng)、倉庫、城市和家庭等領(lǐng)域中廣泛應用。例如，自主機器人可用于在倉庫周?chē)\輸貨物（如圖 1 所示），或執行最后一英里配送，而其他類(lèi)型的機器人可用于家庭吸塵清潔或修剪草坪。
圖 1：機器人在倉庫周?chē)\輸貨物。
要實(shí)現自主性，機器人需能夠在地圖環(huán)境中自我感知和定位，動(dòng)態(tài)檢測周?chē)恼系K物，跟蹤這些障礙物，規劃到達指定目的地的路線(xiàn)，并控制車(chē)輛遵循該路線(xiàn)。此外，機器人必須只能在安全的情況下執行這些任務(wù)，避免對人身、財產(chǎn)或系統本身帶來(lái)風(fēng)險。隨著(zhù)人與機器人的互動(dòng)愈加頻繁，它們不僅需要具備自主性、移動(dòng)性和節能性，還需要滿(mǎn)足功能安全要求。借助傳感器、處理器和控制器件，設計人員可滿(mǎn)足國際電工委員會(huì ) 61508 等功能安全標準的嚴格要求。
自主機器人檢測的注意事項
可借助多種不同類(lèi)型的傳感器解決伴隨自主機器人而來(lái)的挑戰。下面詳細介紹一下其中的兩類(lèi)傳感器：
視覺(jué)傳感器。視覺(jué)傳感器可切實(shí)模擬人類(lèi)的視覺(jué)和知覺(jué)。視覺(jué)系統可以應對定位、障礙物檢測和防撞等挑戰，因為它們具有高分辨率的空間覆蓋能力，并且能夠對物體進(jìn)行檢測和分類(lèi)。與激光雷達等傳感器相比，視覺(jué)傳感器也更具成本效益，但視覺(jué)傳感器是計算密集型傳感器。
耗電量大的中央處理器 (CPU) 和圖形處理器 (GPU) 可能會(huì )給功耗受限的機器人系統帶來(lái)挑戰。設計節能機器人系統時(shí)，基于 CPU 或 GPU 的處理應盡可能少。高效視覺(jué)系統中的片上系統 (SoC) 應以高速率、低功耗和低系統成本處理視覺(jué)信號鏈。用于視覺(jué)處理的 SoC 必須智能、安全且節能。TDA4 處理器系列高度集成，采用異構架構設計，旨在以盡可能低的功耗提供計算機視覺(jué)性能、深度學(xué)習處理、立體視覺(jué)功能和視頻分析。
TI 毫米波雷達。在機器人應用中使用 TI 毫米波雷達是一種相對新穎的概念，但使用 TI 毫米波傳感實(shí)現自主性的理念已經(jīng)有一段時(shí)間。在汽車(chē)應用中，TI 毫米波雷達是高級駕駛輔助系統 (ADAS) 中的一個(gè)關(guān)鍵元件，用于監控車(chē)輛的周?chē)h(huán)境。您可以將一些類(lèi)似的 ADAS 概念（如環(huán)視監控或防撞）應用于機器人領(lǐng)域。
從傳感技術(shù)的角度來(lái)看，TI 毫米波雷達具有一定獨特性，因為此類(lèi)傳感器可提供物體的距離、速度和到達角度信息，能更好地指導機器人導航，從而避免撞擊?；诶走_傳感器數據，機器人可以根據所接近人或物的位置、速度和軌跡，決定是繼續安全行進(jìn)，還是減速甚至停止，如圖 2 所示。
圖 2：倉庫機器人使用雷達傳感。
利用傳感器融合和邊緣 AI 解決自主機器人的復雜問(wèn)題
對于更復雜的應用，任何類(lèi)型的單個(gè)傳感器可能不足以實(shí)現自主性。最終，攝像頭或雷達這樣的多個(gè)傳感器應該用于同一系統中才能相得益彰。通過(guò)傳感器融合，利用處理器中不同類(lèi)型傳感器的數據有助于應對一些更為復雜的自主機器人挑戰。
傳感器融合有助于使機器人更加精準，而使用邊緣人工智能 (AI) 可使機器人變得智能。將邊緣 AI 融入機器人系統可以幫助機器人智能地感知、做出決策和執行操作。具有邊緣 AI 的機器人可以智能地檢測物體及其位置，對物體進(jìn)行分類(lèi)并采取相應的操作。例如，當機器人在雜亂的倉庫中導航時(shí)，邊緣 AI 可以幫助機器人推斷出其路徑上有什么樣的物體（包括人員、箱子、機器，甚至其他機器人），并決定在這些物體周?chē)鷮Ш降暮线m操作。
在設計采用 AI 的機器人系統時(shí)，硬件和軟件均有一些設計考慮事項。TDA4 處理器系列具有適用于邊緣 AI 功能的硬件加速器，能夠幫助實(shí)時(shí)處理計算密集型任務(wù)。能夠訪(fǎng)問(wèn)易于使用的邊緣 AI 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境則有助于簡(jiǎn)化和加快應用程序開(kāi)發(fā)和硬件部署過(guò)程。您可以閱讀“嵌入式邊緣AI應用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化指南”一文，詳細了解旨在助開(kāi)發(fā)一臂之力的 TI 免費工具、軟件和服務(wù)。
結語(yǔ)
設計更智能、更自主的機器人是繼續提高自動(dòng)化水平的必要條件。機器人可用于倉庫和配送領(lǐng)域，從而跟上并促進(jìn)電子商務(wù)的發(fā)展。機器人也可以執行吸塵和除草等日常家務(wù)。使用自主機器人可以提高生產(chǎn)力和效率，有助于改善我們的生活，賦予生活更多價(jià)值。
(來(lái)源：德州儀器）
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀：
【干貨】拋開(kāi)教材，從實(shí)用的角度聊聊MOS管
