AGV實(shí)現(xiàn)避障與導(dǎo)航的必要條件是環(huán)境感知，在未知或者是部分未知的環(huán)境下避障需要通過傳感器獲取周圍環(huán)境信息，包括障礙物的尺寸、形狀和位置等信息，因此傳感器技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器人避障中起著十分重要的作用。

AGV避障：海伯森技術(shù)自主研發(fā)的面陣固態(tài)激光雷達(dá)，集成了精密的紅外鏡頭和專業(yè)的數(shù)學(xué)算法，通過一次拍攝即可生成3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)并通過高速通訊接口進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，而較大的視場(chǎng)角和分辨率也便于清晰準(zhǔn)確的識(shí)別前方障礙物，實(shí)現(xiàn)AGV精準(zhǔn)避障。

測(cè)距及地面障礙物檢測(cè)：海伯森技術(shù)自主研發(fā)的單點(diǎn)ToF測(cè)距傳感器，可集成于機(jī)器人內(nèi)部，通過測(cè)量距離的變化來感知地面是否有障礙物，以及樓梯落差檢測(cè)等。

地感線圈是早期采用的方案，技術(shù)穩(wěn)定，價(jià)格低。不過，缺點(diǎn)也是很明顯：對(duì)路面破壞嚴(yán)重，施工難度大，后期維護(hù)難度也高。無線地磁檢測(cè)安裝則簡(jiǎn)單的多，也避免了大面積破壞道路，施工成本低，但也提高了成本、而且響應(yīng)時(shí)間和精度也低于地感線圈。微波雷達(dá)主要用于高速公路的檢測(cè)，可以檢測(cè)到速度、距離，但無法有效檢測(cè)到停車。攝像頭檢測(cè)可以檢測(cè)出車輛的速度、進(jìn)去情況，但缺點(diǎn)是受光線影響。

停車場(chǎng)頂部安裝單點(diǎn)ToF傳感器 感應(yīng)車位是否空缺

綜上可以看出，任何一種技術(shù)都有技術(shù)上的短板。如果要實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率，低施工和維護(hù)成本。需要考慮增加輔助檢測(cè)。比如，針對(duì)攝像頭在暗光環(huán)境下準(zhǔn)確率低、有盲區(qū)的弊端，增加輔助定位傳感器。

那么，作為輔助的激光傳感器需要具備以下幾點(diǎn)

1. 測(cè)量精度高，達(dá)到厘米級(jí)別的檢測(cè)精度

2. 體積小，易于安裝和維護(hù)

3. 同時(shí)，作為輔助設(shè)備，成本不能過高。

海伯森技術(shù)的單點(diǎn)ToF激光傳感器，內(nèi)置環(huán)境光、溫度、顏色補(bǔ)償功能，因此，具有±2%的誤差率；外觀上，小巧緊湊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，低功耗重量輕，同時(shí)具有IP67防護(hù)等級(jí)；高性價(jià)比。此外，支持UART或CAN接口

在智慧停車場(chǎng)應(yīng)用上，海伯森為國(guó)內(nèi)知名物流企業(yè)提供方案。該客戶最初采用攝像頭檢測(cè)，準(zhǔn)確率為95%，增加ToF后準(zhǔn)確率提高到99%。

ToF技術(shù)，即飛行時(shí)間（Time of Flight）。當(dāng)傳感器發(fā)出紅外光，遇物體后反射，傳感器通過計(jì)算光線發(fā)射和反射時(shí)間差或相位差，來?yè)Q算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度信息。ToF技術(shù)適合于中等距離的測(cè)量，具有低環(huán)境光情況下表現(xiàn)良好，響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)。

海伯森技術(shù)，致力于高端智能傳感器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。位于深圳，是一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型的科技型企業(yè)。目前的產(chǎn)品包括：小視場(chǎng)角的單點(diǎn)ToF測(cè)距傳感器，3D面陣激光雷達(dá)，六維力傳感器，光譜共焦傳感器，激光三角位移傳感器。

AGV機(jī)器人的一個(gè)重要標(biāo)志就是自主導(dǎo)航，從最初開始的磁條導(dǎo)航，到現(xiàn)在的激光導(dǎo)航，GPS輔助導(dǎo)航，慣性導(dǎo)航一直發(fā)展，各種導(dǎo)航技術(shù)都還有優(yōu)缺點(diǎn)，目前，各種導(dǎo)航設(shè)備及傳感器都需要分開安裝，單獨(dú)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和調(diào)試，沒有一個(gè)完美的整合的解決方案。

隨著SLAM技術(shù)的逐漸成熟，AGV機(jī)器人的定位導(dǎo)航也變得更加精準(zhǔn)。所謂SLAM（Simultaneous Localization and Mapping），即同步定位與地圖構(gòu)建，最早提出于機(jī)器人領(lǐng)域。 它指的是，機(jī)器人從未知環(huán)境的未知地點(diǎn)出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)過程中通過重復(fù)觀測(cè)到的環(huán)境特征定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置構(gòu)建周圍環(huán)境的增量式地圖，從而達(dá)到同時(shí)定位和地圖構(gòu)建的目的。

由于SLAM的重要學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，一直以來都被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)全自主移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。 目前主流的SLAM技術(shù)有兩種，一種是視覺SLAM，一種是基于激光雷達(dá)的SLAM（Lidar SLAM），通常采用2D或3D激光雷達(dá)。激光雷達(dá)作為AGV機(jī)器人的眼睛，獲取目的距離、方位、速度等數(shù)據(jù)，為導(dǎo)航、避撞、停車等動(dòng)作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 而目前主流的2D LiDAR只能掃描一個(gè)平面，采集數(shù)據(jù)相對(duì)單一，AGV機(jī)器人只能在相對(duì)簡(jiǎn)單的場(chǎng)所運(yùn)行，或者說用多個(gè)2D LiDAR集成來獲取更多平面的數(shù)據(jù)以適應(yīng)更復(fù)雜的環(huán)境。而3D LiDAR就相當(dāng)多個(gè)2D LiDAR的集成，一臺(tái)儀器多線測(cè)量獲取多層面的數(shù)據(jù)，可以給AGV機(jī)器人提供更全面的測(cè)量數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)航避障等領(lǐng)域的全面應(yīng)用。

1. 車型識(shí)別應(yīng)用技術(shù)解析

依據(jù)JT/T489-2019《中華人民共和國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》， 收費(fèi)公路車輛通行費(fèi)車型分別按客車、貨車和專項(xiàng)作業(yè)車三個(gè)系列分類， 主要是依靠車長(zhǎng)和車軸兩項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)現(xiàn)分車。

目前， 應(yīng)用在車型識(shí)別的技術(shù)十分廣泛， 主要檢測(cè)車型模塊有： 攝像頭、光幕、單線掃描激光雷達(dá)、固態(tài)面陣激光雷達(dá)以及單點(diǎn)測(cè)量激光雷達(dá)。各個(gè)技術(shù)方案所能實(shí)現(xiàn)的功能有限，具體實(shí)現(xiàn)功能如下表所示。

注意： 實(shí)際應(yīng)用過程中， 我們需要克服的困難除了技術(shù)本身實(shí)現(xiàn)功能的優(yōu)劣勢(shì)外， 還需考慮整體安裝施

工難度、占用警力工作時(shí)長(zhǎng)、維護(hù)及使用壽命等等綜合因素。

整個(gè)激光雷達(dá)車型檢測(cè)系統(tǒng)分為兩部分， 如上圖

A 部分： 激光雷達(dá)車型識(shí)別模組。通過安裝結(jié)構(gòu)件， 將兩個(gè)HPS-167U-L（ 或型號(hào)HPS-167U） 激光雷達(dá)固定成40° -50° 夾角，一個(gè)垂直向下，一個(gè)傾斜向下?？芍苯訉⒄麄€(gè)模組通過安裝孔安裝于收費(fèi)站頂、天橋下或紅綠燈桿下， 通過數(shù)據(jù)線接入主系統(tǒng)。這部分是識(shí)別車型的主要模塊。

B 部分： 車軸識(shí)別模組（ 輔助車型識(shí)別， 結(jié)果更加準(zhǔn)確） 。由一個(gè)HPS-167U-L 激光雷達(dá)及一個(gè)安裝結(jié)構(gòu)件組成， 安裝于收費(fèi)站路邊， 用于車軸統(tǒng)計(jì)。這部分是作為車型識(shí)別方案的功能補(bǔ)足模塊， 客戶可根據(jù)自身需求選擇性安裝。

2. 激光雷達(dá)車型識(shí)別系統(tǒng)介紹

基于海伯森激光雷達(dá)技術(shù)的車型識(shí)別系統(tǒng)， 通過采集車長(zhǎng)、車高、車軸等關(guān)鍵參數(shù)， 開發(fā)出自動(dòng)匹配出車型信息，輔助收費(fèi)決策。系統(tǒng)包含：激光雷達(dá)測(cè)距模塊+控制模塊+工裝模塊這三大模塊，系統(tǒng)可根據(jù)客戶的要求， 進(jìn)行定制開發(fā)。

3. 車型識(shí)別系統(tǒng)使用方法

將系統(tǒng)安裝在龍門架上后， 車高信息可由垂直方向安裝的激光雷達(dá)直接測(cè)量獲取， 然后通過車輛在觸發(fā)兩個(gè)激光雷達(dá)的時(shí)間差， 可計(jì)算得出車速。最后結(jié)合垂直雷達(dá)測(cè)量的數(shù)據(jù)可還原車輛的輪廓信息。檢測(cè)流程圖如下：

通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法完成車型識(shí)別工作， 將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配識(shí)別。原始數(shù)據(jù)形態(tài)如下圖所示：

識(shí)別檢測(cè)完成后， 主控板通過數(shù)據(jù)線將檢測(cè)結(jié)果直接傳輸至客戶主控系統(tǒng)。傳輸內(nèi)容包括車型、車高、車長(zhǎng)、車速及車型數(shù)量等數(shù)據(jù)。

安裝HYPERSEN 車型識(shí)別上位機(jī)， 可以進(jìn)行接收、顯示、保存數(shù)據(jù)、保存調(diào)試信息、復(fù)位工裝等操作。

激光雷達(dá)限高智能防撞系統(tǒng)，可以高效規(guī)避意外發(fā)生，夜間檢測(cè)效果良好，在霧、雨、雪等天氣條件下性能穩(wěn)定，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。

激光雷達(dá)限高智能防撞系統(tǒng)以激光雷達(dá)為核心傳感器，可對(duì)進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域的車輛提前進(jìn)行預(yù)判是否超高。當(dāng)激光雷達(dá)檢測(cè)到超高車輛通過的信息，可即時(shí)觸發(fā)相應(yīng)的限高警告設(shè)備，讓超高車輛的司機(jī)及時(shí)獲得預(yù)警提示，避免慘痛意外的發(fā)生。

1.安全升級(jí),防范于未然

傳統(tǒng)的限高桿只考慮如何死死地卡住超高車輛，沒有考慮司乘的生命安全，一旦遇到雨霧天氣人眼無法判斷或者車速過快來不及判斷的情況，極易發(fā)生車輛撞到限高桿上的事故。針對(duì)高速公路入口、橋梁、隧道、涵洞與一些特殊路段的限高提出智能防撞解決方案，通過激光雷達(dá)的敏銳探測(cè)功能，對(duì)即將通過的超高車輛提前進(jìn)行聲光警告，有效方便引導(dǎo)車輛。

場(chǎng)景一：

選用海伯森自主研發(fā)的激光雷達(dá)。如下圖所示，激光雷達(dá)可根據(jù)場(chǎng)景特點(diǎn)直接架設(shè)于定點(diǎn)限高（具體距離根據(jù)當(dāng)前路段的車速選擇）處的門架（圖1）或側(cè)方的立桿（圖2）上，激光雷達(dá)垂直安裝，當(dāng)車輛通過門架的時(shí)候，即可準(zhǔn)確檢測(cè)出車輛的高度。該方案可實(shí)時(shí)輸出車輛的準(zhǔn)確高度，且可以同時(shí)管控多個(gè)車道。

激光雷達(dá)可根據(jù)場(chǎng)景特點(diǎn)直接架設(shè)于限高點(diǎn)處的門架或側(cè)方的立桿上。激光雷達(dá)水平安裝，當(dāng)車輛通過門架的時(shí)候，即可準(zhǔn)確檢測(cè)出車輛的高度，還可靈活設(shè)置探測(cè)區(qū)域以適應(yīng)復(fù)雜場(chǎng)景的需求，安裝簡(jiǎn)便、靈活性高。

橡膠件檢測(cè)按照不同的分類標(biāo)可以分出很多種類：比如按產(chǎn)品外形可以分為規(guī)則的產(chǎn)品的表面缺陷檢測(cè)及不規(guī)則產(chǎn)品的表面缺陷檢測(cè)，按檢測(cè)要求可以分為全部檢測(cè)的和部分缺陷檢測(cè)的等等。雖然可以分為很多種類，但從總體上說，表面缺陷檢測(cè)目前存在的主要問題也就是以下幾點(diǎn)：

產(chǎn)品弧面，柱面的檢測(cè)。橡膠件檢測(cè)由于不同的人對(duì)于缺陷的界定是不一樣的，即使是同一個(gè)人在不同的光照條件下對(duì)于同一個(gè)缺陷品的認(rèn)定也是不一致的，所以很難用具體的量來量化，而弧面，柱面的檢測(cè)就更是問題，由于相機(jī)，鏡頭本身因素的影響，很難把弧面上不同位置的缺陷同時(shí)檢測(cè)出來。 這是可能有人會(huì)說可以把產(chǎn)品轉(zhuǎn)動(dòng)起來， 是的，但這樣又會(huì)影響到檢測(cè)速度，而速度又是客戶很在意的一個(gè)考察設(shè)備可行性的重要指標(biāo) 。

橡膠件產(chǎn)品內(nèi)壁，內(nèi)孔檢測(cè)。 由于鏡頭自身的特性，視覺檢測(cè)很難用于檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部的缺陷，特別是一些細(xì)而長(zhǎng)的零件內(nèi)部缺陷。有難度不等于不能解決，瑞科經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研究，目前在無油軸承內(nèi)壁檢測(cè)，滾針軸承內(nèi)部滾針檢測(cè)，螺絲內(nèi)部螺紋缺陷檢測(cè)等方面都取得了較大的進(jìn)步。

橡膠件檢測(cè)主要存在三個(gè)問題，一個(gè)是大部分的橡膠件都是黑色的，黑色容易吸光，在視覺檢測(cè)上就不容易打光導(dǎo)致部分缺陷會(huì)漏檢;第二點(diǎn)是因?yàn)橄鹉z件大部分都是不規(guī)則的，這對(duì)于表面缺陷檢測(cè)就很難了; 其次，橡膠件由于本身的特點(diǎn)，很多時(shí)候不拉伸很難發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的裂紋及顆粒。 以上三點(diǎn)決定了橡膠件檢測(cè)的難度， 這也是為什么目前使用視覺對(duì)橡膠件進(jìn)行檢測(cè)的項(xiàng)目有限的原因， 目前橡膠件檢測(cè)還是我們整個(gè)行業(yè)的難點(diǎn)。

海伯森3D線光譜共焦傳感器具備業(yè)內(nèi)最快35000線/秒的超高掃描速率，能夠快速完成被測(cè)物的在線全檢，大幅提升工作效率；此外，一次掃描即可獲得的詳細(xì)點(diǎn)云坐標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體尺寸、表面粗糙度、間隙等特征的3D成像分析，實(shí)現(xiàn)物體表面多方位的3D測(cè)量。更值得一提的是，此款傳感器采用的2048點(diǎn)/線、最小2μm的間隔設(shè)計(jì)，Z軸方向分辨率僅0.3um，完全可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種工業(yè)精密材料的精準(zhǔn)測(cè)量。因此，在黑色橡膠件檢測(cè)應(yīng)用中，對(duì)比傳統(tǒng)激光位移傳感器，海伯森光譜共焦傳感器系列擁有其無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

1 激光雷達(dá)簡(jiǎn)介

激光雷達(dá)是感受外界環(huán)境的傳感器，傳感器指的是可以根據(jù)某些規(guī)律變換待測(cè)量信息然后輸出的檢測(cè)裝置。它是感受外部環(huán)境的重要硬件。它主要分為視覺，位置感，速度感，力感，觸覺感，例如高速攝像頭等[1]。視覺輸入系統(tǒng)，如攝像頭和3D激光雷達(dá)，激光掃描儀等環(huán)境視覺輸入系統(tǒng)。在智能設(shè)備中，傳感器相當(dāng)于諸如無人駕駛汽車或機(jī)器人等設(shè)備的感覺器官，作為除手動(dòng)設(shè)置參數(shù)之外的唯一自主輸入。它決定了設(shè)備與外部環(huán)境之間的交互能力以及設(shè)備信息輸入的準(zhǔn)確性和豐富性。

激光雷達(dá)是一種基于非接觸式激光測(cè)距技術(shù)的傳感器。它可以通過發(fā)射激光束來檢測(cè)目標(biāo)，從而獲得準(zhǔn)確的三維圖像。它可以實(shí)時(shí)獲得局部環(huán)境的高精度輪廓信息，測(cè)距精度可達(dá)到厘米級(jí)，具有精度高，速度快，效率高的優(yōu)點(diǎn)，是導(dǎo)航，測(cè)繪等領(lǐng)域不可或缺的一部分。

表1 各種激光雷達(dá)功能及應(yīng)用場(chǎng)景

激光雷達(dá)主要分為一維激光雷達(dá)、二維激光雷達(dá)和三維激光雷達(dá)，不同的激光雷達(dá)所應(yīng)用的環(huán)境有所不同（見表1）。

目前，隨著人工智能的迅猛發(fā)展，三維激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)越來越突出，應(yīng)用范圍越來越廣泛。

2、3D激光雷達(dá)工作原理

激光雷達(dá)通過發(fā)射反射周圍物體并返回傳感器的激光脈沖來確定其周圍的幾何位置。它會(huì)計(jì)算脈沖到達(dá)物體、反射和返回到傳感器所需的時(shí)間，并利用這段時(shí)間來計(jì)算物體所處的距離。掃描器通過旋轉(zhuǎn)發(fā)射器 ( 或一組發(fā)射器 ) 來構(gòu)建一個(gè)完整的點(diǎn)云，這樣脈沖就會(huì)向多個(gè)方向發(fā)送。不同的激光雷達(dá)掃描器在許多方面各有不同，從它們的精度、它們可以掃描的面積或體積、收集了多少信息，以及在此基礎(chǔ)上，它們必須如何安裝才能對(duì)特定的應(yīng)用程序有用。另一個(gè)考慮因素是有哪些軟件工具可以與硬件接口和收集數(shù)據(jù)，以便以一種有用的方式呈現(xiàn)或處理數(shù)據(jù)。

3D激光導(dǎo)航的核心部件包括 3D 激光雷達(dá)，陀螺儀和編碼器，其核心技術(shù)主要是地圖等比構(gòu)造和激光數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匹配定位。它首先進(jìn)行信息融合從而求解位置，然后通過激光測(cè)距計(jì)算機(jī)器人的全局位置坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)無軌導(dǎo)航[2]。

當(dāng)機(jī)器人首次進(jìn)入巡邏場(chǎng)所時(shí)，會(huì)利用3D激光雷達(dá)掃描周圍環(huán)境，并通過同步地圖構(gòu)造和定位算法生成環(huán)境地圖。在執(zhí)行巡檢任務(wù)中，精確匹配3D激光實(shí)時(shí)掃描地形和環(huán)境地形，以計(jì)算全球的位置信息，如圖1。在一些特殊情況下，3D激光雷達(dá)掃描的地形特征很容易受到干擾，例如，在地形特征稀疏的一些室外環(huán)境中。為了保證導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和可靠性，警用巡邏機(jī)器人采用慣性導(dǎo)航技術(shù)來修改3D激光雷達(dá)所匹配的地形，從而達(dá)到對(duì)全局環(huán)境的了解。通過測(cè)量其加速度和角速度以及單元融合編碼器的反饋信息，生成精確的軌跡遞歸運(yùn)動(dòng)模型，最后輸出機(jī)器人的速度和位置信息。為了保證機(jī)器人導(dǎo)航的可靠性，復(fù)雜。為了保證機(jī)器人導(dǎo)航的可靠性，避免3D激光受到干擾，導(dǎo)航系統(tǒng)引入了冗余傳感器數(shù)據(jù)交叉診斷技術(shù)來隔離干擾信號(hào)。三維激光導(dǎo)航的算法流程如下：讀取三維點(diǎn)云圖，慣性和里程數(shù)據(jù) ; 光柵化，降噪和雜質(zhì)處理；計(jì)算初始圖像位置；計(jì)算機(jī)器人姿勢(shì)推測(cè)；計(jì)算機(jī)器人姿態(tài)觀測(cè)值；計(jì)算機(jī)器人的最佳位置和方向。

圖 1 3D激光雷達(dá)工作原理

3、3D激光雷達(dá)在警用巡邏機(jī)器人導(dǎo)航中的優(yōu)勢(shì)

三維激光導(dǎo)航技術(shù)對(duì)外部環(huán)境的依賴性比較小，對(duì)定位有較高的精度，可以測(cè)量較長(zhǎng)的距離，能處理大量的環(huán)境信息。當(dāng)機(jī)器人的周圍環(huán)境變化不大的時(shí)候，它可以比較穩(wěn)定，對(duì)全局信息的影響很小，從而減少了對(duì)環(huán)境中固定參考的依賴。3D激光導(dǎo)航的主要優(yōu)點(diǎn)是：高信噪比（SNR）：點(diǎn)云信息量是具有相同分辨率的2D激光器的16倍。位置和姿勢(shì)信息：對(duì)于惡劣的路況，可以獲得統(tǒng)一坐標(biāo)系下的點(diǎn)云圖，并輸出準(zhǔn)確的位置信息；定位精度高：大多數(shù)情況下，位置精度可達(dá)±2 cm，角度精度達(dá)到±1°，可避免障礙物避免：可以檢測(cè)前方立體區(qū)域，完全避免障礙物 并且可以防止跌落[3]。

4、巡邏機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)

移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)和安全監(jiān)控功能是巡邏機(jī)器人的重要組成部分呢。移動(dòng)系統(tǒng)，傳感器，控制器，報(bào)警器和通信設(shè)備是其一般的組成部分。移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以做成步行形式、輪式、履帶式和混合式，它是巡邏機(jī)器人的主體，決定了巡邏機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間和活動(dòng)能力。傳感系統(tǒng)一般采用ccD攝像頭傳感系統(tǒng)，超聲波測(cè)距儀，激光測(cè)距儀，觸摸和接近傳感器，紅外傳感器等。近年來，由于通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，人工智能技術(shù)和傳感技術(shù)發(fā)展飛快，對(duì)巡邏機(jī)器人的研發(fā)也進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期，迎來了比較美好的發(fā)展前景。巡邏機(jī)器人的工作環(huán)境往往是不確定和隨時(shí)間變化的，所以必須考慮其安全性，可靠性和抗干擾性。因此，多傳感器信息融合技術(shù)被用于檢測(cè)環(huán)境，以增加信息的互補(bǔ)性和容錯(cuò)性。目前關(guān)鍵技術(shù)有多傳感器信息融合技術(shù)，導(dǎo)航技術(shù)，智能控制等。下面對(duì)導(dǎo)航技術(shù)做具體的闡述。

巡邏機(jī)器人的導(dǎo)航是根據(jù)預(yù)先給出的安全任務(wù)，根據(jù)已知的地圖信息進(jìn)行全局路徑規(guī)劃，并持續(xù)感知本地工作環(huán)境信息，并在旅行過程中自行做出各種決策。隨時(shí)調(diào)整姿勢(shì)和姿勢(shì)，避開障礙物，引導(dǎo)自己安全駕駛。同時(shí)，完成定時(shí)，定點(diǎn)或循環(huán)巡檢的安全工作。機(jī)器人的工作環(huán)境可分為靜態(tài)環(huán)境，動(dòng)態(tài)已知環(huán)境和動(dòng)態(tài)不確定環(huán)境。路徑規(guī)劃的研究?jī)?nèi)容可以根據(jù)機(jī)器人獲取環(huán)境信息的不同方式分為基于模型的路徑規(guī)劃和基于傳感器的路徑規(guī)劃。根據(jù)機(jī)器人了解環(huán)境信息的程度，可以將其分為全局路徑規(guī)劃和完全未知或部分未知的環(huán)境信息?？梢酝ㄟ^傳感器在線檢測(cè)機(jī)器人的工作環(huán)境。用于獲取有關(guān)障礙物的位置，形狀和大小的信息的本地路徑規(guī)劃。隨著應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)量的增加和適用環(huán)境日益復(fù)雜，警用巡邏機(jī)器人的導(dǎo)航技術(shù)要求越來越高?，F(xiàn)有的導(dǎo)航方法主要包括磁條，激光，GPS等，這些方法對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和穩(wěn)定性存在明顯的缺陷。3D激光導(dǎo)航技術(shù)可以有效彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，它較少依賴于固定參考對(duì)象，并且對(duì)周圍環(huán)境中的微小變化不敏感。因此，3D激光導(dǎo)航技術(shù)可以提高機(jī)器人環(huán)境的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵是解決自定位，目標(biāo)規(guī)劃和導(dǎo)航規(guī)劃。警用巡邏機(jī)器人的地圖創(chuàng)建和定位是其導(dǎo)航研究的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)“自治”的重要保證。全局路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃是警用巡邏機(jī)器人導(dǎo)航中最重要的任務(wù)之一。警用巡邏機(jī)器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)的主要要求是在環(huán)境地圖中找到一條路徑。確保警察巡邏機(jī)器人沿路徑移動(dòng)時(shí)不會(huì)與外界發(fā)生碰撞 ; 它可以處理傳感器感知環(huán)境模型中的不確定因素和路徑執(zhí)行中的誤差，并通過使警察巡邏機(jī)器人避開外部物體來最小化對(duì)機(jī)器人傳感器的感測(cè)范圍的影響?？梢愿鶕?jù)需要找到最佳路徑。常見的路徑尋找算法包括兩類：基于靜態(tài)數(shù)據(jù)的路由算法和基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的路由算法[4]。靜態(tài)數(shù)據(jù)路由算法是一種在歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，在地圖網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不變的情況下，計(jì)算最優(yōu)路徑的方法。靜態(tài)數(shù)據(jù)路由算法很簡(jiǎn)單，但需要一次計(jì)算才能得到最優(yōu)路徑。然而，該算法缺乏實(shí)時(shí)信息收集和反饋，因此不適合在復(fù)雜多變的環(huán)境中應(yīng)用。

5、3D激光雷達(dá)在警用巡邏機(jī)器人導(dǎo)航中的應(yīng)用

在重大節(jié)日期間，都會(huì)有警察巡邏機(jī)器人在人群密集及重要場(chǎng)所進(jìn)行值班巡邏。起初普遍使用2D激光導(dǎo)航技術(shù)，但是由于2D激光導(dǎo)航技術(shù)對(duì)環(huán)境依賴性大，而這些場(chǎng)所一般面積較大，標(biāo)記少，人員密集，所以導(dǎo)航效果差，經(jīng)常出現(xiàn)失去問題的立場(chǎng)。3D激光導(dǎo)航技術(shù)主要用于解決這個(gè)問題，它借助垂直尺寸信息，大大提高了導(dǎo)航的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。3D點(diǎn)云用于構(gòu)建場(chǎng)景環(huán)境的地圖，它所導(dǎo)航呈現(xiàn)的地面，圍欄，安全棚，人群和樹木都清晰可見。機(jī)器人使用這些豐富的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定位其在環(huán)境中的位置，從而可以獲得有關(guān)周圍環(huán)境的更多信息。當(dāng)警察巡邏機(jī)器人的周圍環(huán)境略有變化時(shí)，對(duì)整體情況的影響顯著減小，從而減少了對(duì)環(huán)境中固定參考的依賴。減少了周圍環(huán)境變化引起的定位誤差，大大提高了導(dǎo)航的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

1、車輛捕獲率達(dá)99%以上，有效避免砸車、砸人事件。

2、具有可區(qū)分行人和車輛的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)車輛通過時(shí)提示落桿，行人通過時(shí)不予響應(yīng)的智能化控制。

3、傳感器尺寸小，可以安裝在道閘側(cè)面或者封裝在道閘箱內(nèi)，集成度高

4、內(nèi)置抗干擾算法，具有極好的抗干擾能力，產(chǎn)品具有較高的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。