帶你從0了解移動機器人(五) （ 如何選擇控制器類型）

控制器是移動機器人（AGV/AMR）最主要的核心部件，是整個車體的“大腦”，關系到車體的可靠穩(wěn)定、性能指標和安全性。它通常用于接收傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)，并進行信息處理分析，從而下發(fā)各種運動指令的硬件。目前，移動機器人控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡，操作順序及動作的時間等。

1控制器類型

控制器在移動機器人中的重要性不言而喻，它們控制和管理機器人的所有活動。可以說，一個好的控制器可以提高機器人的性能、可靠性和安全性，并為不同的應用場景增加更多的功能。目前，我們將AGV/AMR采用的車載控制器基本分為以下四種：

PLC：即可編程程序控制器，是一種專用的數(shù)字化控制器，其主要功能是進行離散信號的輸入輸出、邏輯運算、數(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)行等。但PLC的可編程性比較有限，只能使用PLC專用的編程語言進行程序的開發(fā)和配置，雖然也可以實現(xiàn)控制和運算功能，但相對來說精度和速度都比較有限。

工控機(IPC)：即工業(yè)控制計算機，具有重要的計算機屬性和特征，其主要功能是進行數(shù)據(jù)處理、圖像處理、控制算法等，廣泛應用于復雜的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中。工控機和通用計算機的操作沒有區(qū)別，這對操作員的質量提出了很高的要求。并且，一旦工控機系統(tǒng)發(fā)生故障，很難診斷出故障組件，價格適中。

單片機（MCN）：是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。它們體積小、成本低、易于編程，然而，單片機的所有組件都不是工業(yè)級的，抗干擾能力特別是電源的抗干擾能力很弱，并且用MCU開發(fā)嵌入式系統(tǒng)需要高水平的專業(yè)知識以及時間和資源的投入。

上述三者的應用并不是涇渭分明的，例如 PLC 的內(nèi)部核心就是一個嵌入式單片機；而工控機的編程語言可能也采用了 PLC 中常用的梯形圖等語言；單片機上面也可以裝載嵌入式實時操作系統(tǒng)，從而形成一個強大的多任務計算機。所以，雖然各有自己適用的領域，但是相互之間也會取長補短，融合應用。而隨著AGV/AMR技術的不斷發(fā)展，導航方式愈加多樣化，激光、視覺等新技術的應用對控制器的算力要求大幅提高，這也催生了移動機器人專用控制器的誕生。

移動機器人專用控制器：是一種為移動機器人專門設計的控制器，集成了成熟的導航和運動控制算法（例如：激光定位算法、麥克納姆輪控制算法），具有功耗低、響應速度快、抗干擾能力強等特點，可以更好地滿足移動機器人行業(yè)的需求。此外，它的模塊化設計也為用戶提供了更多的可定制化選項，以適應各種不同的應用場景。

AGV/AMR控制器是AGV/AMR控制系統(tǒng)的核心，研制基于嵌入式計算機系統(tǒng)的專用AGV/AMR車載控制器，取代以采用工控機或通用PLC作為主控單元的AGV/AMR車載控制器是未來的技術發(fā)展趨勢，也是今后研發(fā)工作的重點。

選擇合適的控制器是機器人系統(tǒng)中至關重要的一環(huán)。根據(jù)機器人的應用場景和功能需求，可以選擇不同類型的控制器。那么如何選擇適合自己的控制器呢？

2選擇控制器的核心因素

一般來說，選擇一款好的產(chǎn)品是需要多維度來衡量的，在選擇控制器時除了需要考慮性能外，還需要考慮產(chǎn)品功能應用。只有選擇適合的控制器，才能確保機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高機器人系統(tǒng)的性能和效率。

在性能方面，控制器需要具備一定的硬件、嵌入式、算法和系統(tǒng)層面的指標和認證，以保證其可靠穩(wěn)定性，包括溫度范圍（-40～80）℃、相對濕度范圍（10～90）% RH 、IP防護等級IP54以上、是否具有防爆認證、腐蝕氣體環(huán)境等級等。以及能達到的速度、精度、穩(wěn)定性和響應時間。此外，控制器還需要具備冗余技術指標能力，以確保長期、連續(xù)的可靠穩(wěn)定運行。

在功能應用方面，需要根據(jù)自身需求考慮控制器能夠適配不同的導航方式和底盤類型，同時具備一定的開放性，以支持用戶根據(jù)實際應用需求進行二次開發(fā)。不同的類型的控制器具有不同的功能，因此需要根據(jù)具體需求進行選擇。例如，一些控制器可能支持SLAM技術（同時定位與地圖構建），而另一些可能不支持。

如今，在現(xiàn)代工業(yè)和物流領域，移動機器人專用控制器已成為不可或缺的一部分，為增強生產(chǎn)力和降低人工成本做出了巨大的貢獻。而為了更好的適配自己的機器人，使用專業(yè)移動機器人控制器可以讓開發(fā)者專注于項目本身,而不必在底層硬件和軟件上花太多精力,從而提高研發(fā)效率和成功率。將固定的研發(fā)成本，把不可控制的時間成本變成一個可控的成本。您將有更多的精力去專注于最終用戶的應用方案，工藝流程等。

選擇合適的控制器取決于所需的功能、預算和對開發(fā)環(huán)境的熟悉程度等因素。但是確?？刂破鞯姆€(wěn)定性和可靠性也是非常關鍵的，這將直接影響到機器人的性能和工作效果。移動機器人專業(yè)控制器不失為一個更好的選擇。