帶你從0了解移動(dòng)機(jī)器人(五) （ 如何選擇控制器類(lèi)型）

控制器是移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）最主要的核心部件，是整個(gè)車(chē)體的“大腦”，關(guān)系到車(chē)體的可靠穩(wěn)定、性能指標(biāo)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(jìn)行信息處理分析，從而下發(fā)各種運(yùn)動(dòng)指令的硬件。目前，移動(dòng)機(jī)器人控制器主要控制機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡，操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。

1控制器類(lèi)型

控制器在移動(dòng)機(jī)器人中的重要性不言而喻，它們控制和管理機(jī)器人的所有活動(dòng)。可以說(shuō)，一個(gè)好的控制器可以提高機(jī)器人的性能、可靠性和安全性，并為不同的應(yīng)用場(chǎng)景增加更多的功能。目前，我們將AGV/AMR采用的車(chē)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(zhuān)用的數(shù)字化控制器，其主要功能是進(jìn)行離散信號(hào)的輸入輸出、邏輯運(yùn)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(zhuān)用的編程語(yǔ)言進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)和配置，雖然也可以實(shí)現(xiàn)控制和運(yùn)算功能，但相對(duì)來(lái)說(shuō)精度和速度都比較有限。

工控機(jī)(IPC)：即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征，其主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、圖像處理、控制算法等，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。工控機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的操作沒(méi)有區(qū)別，這對(duì)操作員的質(zhì)量提出了很高的要求。并且，一旦工控機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障，很難診斷出故障組件，價(jià)格適中。

單片機(jī)（MCN）：是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它們體積小、成本低、易于編程，然而，單片機(jī)的所有組件都不是工業(yè)級(jí)的，抗干擾能力特別是電源的抗干擾能力很弱，并且用MCU開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)需要高水平的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及時(shí)間和資源的投入。

上述三者的應(yīng)用并不是涇渭分明的，例如 PLC 的內(nèi)部核心就是一個(gè)嵌入式單片機(jī)；而工控機(jī)的編程語(yǔ)言可能也采用了 PLC 中常用的梯形圖等語(yǔ)言；單片機(jī)上面也可以裝載嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，從而形成一個(gè)強(qiáng)大的多任務(wù)計(jì)算機(jī)。所以，雖然各有自己適用的領(lǐng)域，但是相互之間也會(huì)取長(zhǎng)補(bǔ)短，融合應(yīng)用。而隨著AGV/AMR技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)航方式愈加多樣化，激光、視覺(jué)等新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)控制器的算力要求大幅提高，這也催生了移動(dòng)機(jī)器人專(zhuān)用控制器的誕生。

移動(dòng)機(jī)器人專(zhuān)用控制器：是一種為移動(dòng)機(jī)器人專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的控制器，集成了成熟的導(dǎo)航和運(yùn)動(dòng)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(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以更好地滿足移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)的需求。此外，它的模塊化設(shè)計(jì)也為用戶提供了更多的可定制化選項(xiàng)，以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專(zhuān)用AGV/AMR車(chē)載控制器，取代以采用工控機(jī)或通用PLC作為主控單元的AGV/AMR車(chē)載控制器是未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，也是今后研發(fā)工作的重點(diǎn)。

選擇合適的控制器是機(jī)器人系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)。根據(jù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景和功能需求，可以選擇不同類(lèi)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(lái)說(shuō)，選擇一款好的產(chǎn)品是需要多維度來(lái)衡量的，在選擇控制器時(shí)除了需要考慮性能外，還需要考慮產(chǎn)品功能應(yīng)用。只有選擇適合的控制器，才能確保機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高機(jī)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(biāo)和認(rèn)證，以保證其可靠穩(wěn)定性，包括溫度范圍（-40～80）℃、相對(duì)濕度范圍（10～90）% RH 、IP防護(hù)等級(jí)IP54以上、是否具有防爆認(rèn)證、腐蝕氣體環(huán)境等級(jí)等。以及能達(dá)到的速度、精度、穩(wěn)定性和響應(yīng)時(shí)間。此外，控制器還需要具備冗余技術(shù)指標(biāo)能力，以確保長(zhǎng)期、連續(xù)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

在功能應(yīng)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(dǎo)航方式和底盤(pán)類(lèi)型，同時(shí)具備一定的開(kāi)放性，以支持用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。不同的類(lèi)型的控制器具有不同的功能，因此需要根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。例如，一些控制器可能支持SLAM技術(shù)（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建），而另一些可能不支持。

如今，在現(xiàn)代工業(yè)和物流領(lǐng)域，移動(dòng)機(jī)器人專(zhuān)用控制器已成為不可或缺的一部分，為增強(qiáng)生產(chǎn)力和降低人工成本做出了巨大的貢獻(xiàn)。而為了更好的適配自己的機(jī)器人，使用專(zhuān)業(yè)移動(dòng)機(jī)器人控制器可以讓開(kāi)發(fā)者專(zhuān)注于項(xiàng)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(shí)間成本變成一個(gè)可控的成本。您將有更多的精力去專(zhuān)注于最終用戶的應(yīng)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(yù)算和對(duì)開(kāi)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(guān)鍵的，這將直接影響到機(jī)器人的性能和工作效果。移動(dòng)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)控制器不失為一個(gè)更好的選擇。