研華推出自主移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)AFE-R770

近年來(lái)，隨著人力成本逐步攀升，社會(huì)逐漸步入老年型態(tài)，再加上生產(chǎn)方式持續(xù)朝向更為靈活的方向邁進(jìn)，眾多來(lái)自全球各地的企業(yè)有意識(shí)地選擇自動(dòng)化技術(shù)作為優(yōu)化資源配置、提升競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的可行途徑。在此背景之下，全球乃至我國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)整體上都呈現(xiàn)出強(qiáng)勁且穩(wěn)健的增長(zhǎng)趨勢(shì)。為順應(yīng)此市場(chǎng)需求，研華股份公司特別推出了自主移動(dòng)機(jī)器人 （Autonomous Mobile Robot， AMR） 的控制系統(tǒng)AFE-R770，旨在助力廣大客戶實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)。

針對(duì)廣大機(jī)器人市場(chǎng)客戶的實(shí)際需求，研華股份的AFE-R770控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了尺寸、工作溫度、電壓、抗震性、抗干擾能力以及無(wú)線連接等方面的要求。該系統(tǒng)集成了諸如激光雷達(dá)、攝像頭、慣性測(cè)量單元（Inertial Measurement Unit， IMU）、車輛以及電池等關(guān)鍵部件。同時(shí)，該系統(tǒng)還搭載了專有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、ROS2環(huán)境、人工智能工具、仿真功能、SLAM以及導(dǎo)航工具等，為廣大開發(fā)者們提供了一個(gè)既快速又友好的硬件和軟件開發(fā)環(huán)境。

專門的I/O設(shè)計(jì)，助力機(jī)器人開發(fā)效率提升

AFE-R770控制系統(tǒng)具備四個(gè)接口用以連接激光雷達(dá)設(shè)備，以及一個(gè)1.5A電源的USB端口用以連接ToF相機(jī)，從而滿足機(jī)器人系統(tǒng)影像采集的多樣化需求。除此之外，該系統(tǒng)的接口還包括用于與車輛底盤集成的CAN總線和COM端口，以及用于報(bào)警、緊急開關(guān)、警示燈以及其他基礎(chǔ)功能的16位隔離DIO。

為了應(yīng)對(duì)運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的電壓波動(dòng)情況，AFE-R770系統(tǒng)支持9-36VDC的寬輸入電壓范圍，從而保證了不同電池組合的穩(wěn)定性和兼容性。另外，該系統(tǒng)還包含點(diǎn)火開關(guān)設(shè)計(jì)，為傳統(tǒng)和全電驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人提供了靈活便捷的啟動(dòng)方式。這種全方位的I/O設(shè)計(jì)無(wú)疑將確保機(jī)器人在各類復(fù)雜場(chǎng)景下都能展現(xiàn)出高效可靠的性能表現(xiàn)。

超薄設(shè)計(jì)與高效熱管理，應(yīng)對(duì)有限空間挑戰(zhàn)

機(jī)器人的設(shè)計(jì)需要在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳的空間利用效果：需預(yù)留足夠的貨物空間以便于貨物運(yùn)輸；底盤空間則需分配給電池模塊以延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間；而留給控制器的空間往往十分有限。因此，控制系統(tǒng)的尺寸和散熱能力便成為了至關(guān)重要的考量因素。鑒于機(jī)器人底盤日益輕薄的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，AFE-R770控制系統(tǒng)采用了超薄的外觀設(shè)計(jì)，高度僅為55毫米，能夠輕松地安裝在狹小的空間之中。此外，為了解決此類小型空間中可能出現(xiàn)的升溫問(wèn)題，我們對(duì)系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)進(jìn)行了強(qiáng)化升級(jí)。無(wú)風(fēng)扇機(jī)型可在高達(dá)65攝氏度的高溫環(huán)境下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，帶風(fēng)扇的機(jī)型更是能夠承受高達(dá)70攝氏度的高溫環(huán)境，從而為緊湊環(huán)境中的溫度管理提供有力支持。

提升移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性以及通信品質(zhì)

相較于傳統(tǒng)固定設(shè)備可以構(gòu)建穩(wěn)固接地路徑的優(yōu)勢(shì)，移動(dòng)機(jī)器人由于無(wú)法直接連接地下電源，反而更容易遭受噪音以及電擊等電磁騷擾的影響。然而，研華科技面對(duì)這樣的技術(shù)挑戰(zhàn)，特意對(duì)關(guān)鍵I/O接口進(jìn)行了有效的隔離處理設(shè)計(jì)，并且通過(guò)TVS防護(hù)裝置將接觸式ESD防護(hù)水平提升至高達(dá)8千伏特的水平，同時(shí)亦將空氣放電ESD防護(hù)水準(zhǔn)提升至15千伏特。如此一來(lái)，便可確保機(jī)器人在各種復(fù)雜環(huán)境下都能穩(wěn)定運(yùn)行。

在信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱的場(chǎng)合，如戶外作業(yè)或者高精度室內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域，內(nèi)置IMU（慣性測(cè)量單元）顯得尤為重要。IMU為機(jī)器人提供了精準(zhǔn)的姿態(tài)和軌跡追蹤功能。研華科技的AFE-R770系列產(chǎn)品支持內(nèi)建IMU的擴(kuò)展功能，當(dāng)與Movella品牌的IMU配合使用時(shí)，不僅節(jié)約了額外的擴(kuò)展空間，而且通過(guò)維持一致的工作環(huán)境，進(jìn)一步提升了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在大型室內(nèi)空間中，用戶在不同接入點(diǎn)（AP）間頻繁切換時(shí)，常常會(huì)遭遇網(wǎng)絡(luò)中斷的困擾。而研華科技的AFE-R770系列產(chǎn)品結(jié)合研華AIW無(wú)線模塊后，能夠?qū)崿F(xiàn)迅速的網(wǎng)絡(luò)漫游，使系統(tǒng)能夠自動(dòng)偵測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，并在各個(gè)接入點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，從而避免在移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生斷網(wǎng)現(xiàn)象。

簡(jiǎn)便易用的研華Robotic Suite開發(fā)套件助力機(jī)器人開發(fā)

對(duì)于研發(fā)人員而言，機(jī)器人應(yīng)用的開發(fā)過(guò)程往往需要投入大量時(shí)間和精力，面臨諸多挑戰(zhàn)。為了協(xié)助開發(fā)團(tuán)隊(duì)加速項(xiàng)目進(jìn)程，研華科技的研發(fā)團(tuán)隊(duì)始終致力于尋找創(chuàng)新且易于操作的解決方案。為此，我們已將早期階段的軟件和硬件兼容性測(cè)試、驅(qū)動(dòng)程序、ROS環(huán)境、公共實(shí)用程序以及AI工具整合至機(jī)器人開發(fā)套件之中。

除此之外，我們還提供了針對(duì)各類機(jī)器人使用場(chǎng)景的控制參數(shù)調(diào)整以及示例代碼，以便用戶能夠快速上手并進(jìn)行必要的調(diào)整。該套件支持車輛控制、導(dǎo)航及SLAM技術(shù)、場(chǎng)景模擬、托盤條形碼識(shí)別以及其他多樣化的應(yīng)用程序。