今天分享一篇干貨含量極高的測(cè)評(píng)。兩個(gè)主角分別是：仙知SRC系列核心控制器和SICK最新安全激光雷達(dá)nanoScan3。

本期干貨分享，將會(huì)詳細(xì)介紹如何將nanoScan3接入仙知 SRC-2000(S) 控制器并完成SLAM應(yīng)用測(cè)試。

一

產(chǎn)品配置

NanoScan3產(chǎn)品Safety Designer 的配置，這個(gè)步驟大家已熟知，此處省略一百字。

二

接入仙知 SRC 系列核心控制器

SRC（Seer Robotics Controller）系列核心控制器是為移動(dòng)機(jī)器人（AGV、AMR、自動(dòng)叉車等）設(shè)計(jì)的通用控制器，為移動(dòng)機(jī)器人提供了核心的地圖構(gòu)建、定位導(dǎo)航、模型編輯等功能。

控制器適配多款主流的激光雷達(dá)，并提供豐富的I/O、CAN、RS485等接口用于接入各種傳感器和驅(qū)動(dòng)器設(shè)備。

通過仙知一站式實(shí)施工具Roboshop Pro 客戶端軟件配置 SRC 所接入的激光設(shè)備，如下圖：

nanoScan3 的掃描范圍為275°，所以左右的掃描角度范圍可配置為[-137.5°，137.5°] ，角度分辨率 step 為0.17°。

三

SLAM 應(yīng)用測(cè)試

干貨重點(diǎn)內(nèi)容來了！

SLAM 建圖效果

01

完成 nanoScan3 的接入后即可開始SLAM 建圖，我們采用常規(guī)的建圖方式，即繞現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境兜一圈使地圖形成閉環(huán)，過程如下：

▲ SLAM建圖過程 ▲

建圖時(shí)的運(yùn)行速度為1m/s，角速度30°/s。簡(jiǎn)單擦去地圖中的動(dòng)態(tài)物體后得到的地圖如下：

通過放大細(xì)節(jié)可以看到，使用 nanoScan3 構(gòu)建的地圖墻面筆直、厚度較薄，并且沒有任何重影現(xiàn)象。

▲ nanoScan3構(gòu)建地圖效果 ▲

實(shí)際有效距離測(cè)試

02

nanoScan3 標(biāo)稱的最遠(yuǎn)有效距離為40m，實(shí)際測(cè)試中距離機(jī)器人 40m 處的墻面可以明顯獲得正確的激光數(shù)據(jù)反饋，如下圖：

測(cè)距穩(wěn)定性測(cè)試

03

測(cè)距的穩(wěn)定性我們?nèi)∵h(yuǎn)距離、中距離、近距離三種情況。

遠(yuǎn)距離(>30m)

通過動(dòng)圖可以看到，nanoScan3 在遠(yuǎn)距離測(cè)距方面十分優(yōu)秀，數(shù)據(jù)的跳動(dòng)基本在兩個(gè)地圖點(diǎn)之間（約2cm），性能遠(yuǎn)超同類的產(chǎn)品。

中距離(約10m)

nanoScan3 中距離的數(shù)據(jù)跳動(dòng)基本可以忽略（<1cm）。

近距離(<0.1m)

近距離主要考察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，若激光處理不好則會(huì)導(dǎo)致噪點(diǎn)的產(chǎn)生，從而無法正確還原物體的形狀，這里使用一個(gè)直角面的物體進(jìn)行測(cè)試。

可以看到 nanoScan3 完好的還原了物體的形狀，沒有因?yàn)榧す庠朦c(diǎn)而使直角變形，數(shù)據(jù)的跳動(dòng)也非常小。

對(duì)黑色物體的檢測(cè)

04

nanoScan3 是一款安全產(chǎn)品，其對(duì)黑色物體的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)非常高，可以檢測(cè)到反射率為1.8%以上的物體。

我們使用分別為 70mm 和 200mm 直徑的灰黑色圓柱體進(jìn)行測(cè)試：

▲ 直徑分別為70mm 和 200mm ▲

激光距離圓柱體為10cm的情況

激光距離圓柱體為3m的情況

可以看到， nanoScan3 在不同距離處對(duì)灰黑色物體的檢測(cè)也非常穩(wěn)定，比較好的還原了物體的形狀，并且沒有出現(xiàn)產(chǎn)生無效數(shù)據(jù)點(diǎn)的情況。

對(duì)反光物的檢測(cè)

05

反光物體測(cè)試使用仙知專用充電樁進(jìn)行測(cè)試，主要測(cè)試在不同距離下nanoScan3 得到的反射率是否穩(wěn)定，下圖紅框中即為 3M 反光條，長(zhǎng)度為 18cm。

▲ 紅框內(nèi)：長(zhǎng)度為18cm的反光條 ▲

激光距離反光條10cm的情況

上圖中紅色的激光點(diǎn)比綠色的激光點(diǎn)反射率高，說明激光檢測(cè)到了條狀的反光物，并且反光物呈直線，沒有出現(xiàn)變形和噪點(diǎn)。

激光距離反光條2m的情況

可以看到，2m 處條狀反光物依然明顯，激光數(shù)據(jù)中反射率保持穩(wěn)定。

由此可見， nanoScan3 數(shù)據(jù)反射率的穩(wěn)定性是非常優(yōu)秀的，不會(huì)出現(xiàn)近距離時(shí)反射率數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況，顯著優(yōu)于市面上同類型的激光雷達(dá)，這對(duì)識(shí)別反光物體的相關(guān)應(yīng)用是非常友好的。

為了測(cè)試反光柱檢測(cè)的最遠(yuǎn)距離，使用下圖中10cm 直徑的反光柱進(jìn)行測(cè)試：

▲ 直徑為10cm的反光柱 ▲

經(jīng)測(cè)試，大約在20m 的范圍內(nèi)，可以穩(wěn)定的檢測(cè)到直徑為 10cm 的反光柱（保證兩個(gè)高反光點(diǎn)），下圖中的黑色點(diǎn)即為檢測(cè)到的反光柱。

前景噪聲測(cè)試

06

如下圖所示，如果在紅點(diǎn)處有柱狀的物體，此時(shí)激光雷達(dá)會(huì)有部分本應(yīng)該掃描到墻面的光束被該柱狀物體擋住，由于激光的光束并不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)有大小的光斑，所以就會(huì)出現(xiàn)有半個(gè)光斑打在墻面，另外半個(gè)光斑打在前面的柱狀物體的情況。這種情況下，激光的前景噪聲就產(chǎn)生了。

▲ 產(chǎn)生激光前景噪聲▲

如下圖為其他品牌的激光雷達(dá)產(chǎn)生嚴(yán)重前景噪聲的情況，該情況會(huì)直接影響到潛伏牽引機(jī)器人的正常工作。

▲ 其它品牌測(cè)試情況▲

我們模擬了類似的情況，對(duì) nanoScan3 進(jìn)行了測(cè)試：

▲ nanoScan3測(cè)試情況▲

從以上動(dòng)圖可以看到，nanoScan3 雖然產(chǎn)生了前景噪聲，但是在一個(gè)方向只會(huì)有一個(gè)噪點(diǎn)，對(duì)實(shí)際的應(yīng)用沒有特別大的影響。這，得益于 SICK 的safeHDDM?高精度測(cè)量專利技術(shù)。

四

總結(jié)

經(jīng)過深度的測(cè)試，仙知認(rèn)為 SICK 的新品 nanoScan3是一款非常優(yōu)秀的產(chǎn)品，其優(yōu)越的性能有助于 SLAM 技術(shù)能更好的應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人上。并且 nanoScan3 是一款兼顧安全功能的產(chǎn)品，配合 SICK 的Flexi soft 套件和仙知的SRC-2000(S) 控制器，可以快速的搭建滿足CE 安全標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品。