Xsens MTi-30 AHRS惯性传感器提供精确数据进行精准定位，以厘米级的精度追踪AGV的位置

时间： 2024-01-18 来源：Xsens公众号

技术问答

通常来说为室内设计自动导航车（AGV）比为室外设计要容易得多。例如在仓库中，AGV在光滑平整的地面，由墙壁围成的区域并沿着固定的专用线路移动，这些路线上标有障碍物或导航指引，消除了与人或物体发生碰撞的风险。

生产出一款可以在室外混合地形上部署的AGV，很少有公司能完成这一艰巨的挑战。来自德国的Innok Robotics公司是这一领域的先驱之一。Innok Robotics使用XSENS MTi-30 AHRS 惯性传感器提供的精确数据来进行精准定位，以厘米级的精度追踪AGV的位置。

可训练的机器人

Innok Robotics提供完整的成品机器人，有INDUROS运输机器人、RAINOS园林浇水机器人，同时提供模块化开发平台，供研究人员和制造商用作特定应用AGV的基础。Innok Robotics还在为新应用开发一系列新的标准AGV，例如园区或工业园区内仓库之间的地面运输机器人。

Innok Robotics的设计需要同时解决机械和计算问题。机械问题源于运行条件，例如农用AGV的开发平台必须能够爬坡和下坡，在土壤或岩石表面上顺畅地移动，并且能够在任何天气和温度下运行。

Innok Robotics AGV的牵引系统可应对各种地形

因此，Innok密切关注制造AGV所使用的材料、环境密封和牵引系统。

Innok Robotics解决的主要计算问题是SLAM-即时定位与地图构建。仓储AGV在稳定、封闭、平坦的环境中运行，但在室外则没有边界，地形必须以三维方式绘制和映射，而且环境会随着植物的生长或修剪、汽车的停放或驶离等而不断变化。

Innok Robotics针对这一问题开发了一种解决方案，可应用于各种用户定义的空间。其解决方案部分依赖于从已知起点在所有三个维度上持续精确跟踪AGV移动的能力。为实现这一功能，Innok Robotics为其模块化开发平台选择了Xsens MTi-30 AHRS（航姿参考系统），这是一种惯性传感器，可测量三维加速度和参照磁北的航向。AHRS将原始加速度数据与陀螺仪和磁力计的数据融合在一起，生成翻滚、俯仰和偏航估计值，更新频率高达400Hz。

Innok Robotics的SLAM技术应用的一个典型例子是专业AGV Rainos，它是一个全自动系统，用于为园林花卉展示和花坛浇水。对于机器人技术来说，这是一个高度专业化的应用，为专业园艺师带来了极大的便利，因为灌溉工作繁琐和费时费力但报酬却不高。因此，这是机器人技术的理想应用领域。

Rainos AGV-自动灌溉系统

Innok的Rainos AGV是一款可训练机器人，可以完全自主地执行任务。在初始化阶段，园丁向Rainos“演示”如何执行任务：使用遥控器引导AGV沿着所有计划的路线行驶，并标记需要浇水的位置和补水点。最重要的是园丁还会记录AGV的停车点，即每次灌溉开始的已知起点。

在初始化过程中，Rainos AGV利用三个来源的数据来创建行驶地图：

· 激光雷达传感器，用于绘制环境的3D地图。

· 轨迹测量，车轮转动产生的运动数据。

· 运动跟踪器，提供三维运动数据和航向信息。

初始化完成后，Rainos AGV便拥有了作业环境的完整3D地图、绕开障碍物的行驶路线，以及执行浇水操作的位置。

这就是Innok Robotics公司的产品如何实时解决SLAM问题：Innok Robotics的AGV通过利用MTi-30 AHRS提供的精确、低漂移的运动和航向数据，从已知的起始位置通过航位推算确定其位置。存储的地图和激光雷达传感器的实时测距输入相结合，使其能够感知周围环境，即使周围环境因植被的生长或修剪、障碍物的出现或清除等因素而发生变化。强大的车载计算机使AGV能够不断重新计算路线，在完成任务的同时避开障碍物。

装配在Innok Robotics AGV中央横杆上的Xsens MTi-30惯性传感器

Innok Robotics的销售总监Alexander Hoegerl表示：“公司的技术成就取决于传感器融合，通过将多个数据输入结合起来，从而创建出比单个传感器更详细、更准确的AGV周围环境图像。来自惯性传感器的数据是我们AGV位置计算的关键因素，因此MTi-30的准确性和低漂移是非常重要的特性。此外MTi-30还是一款坚固耐用的设备，其IP65防护等级非常适合在户外使用，这让我们可以将传感器安装在设计要求的任何位置上。MTi-30特别吸引我们的地方在于它很容易在新设计中实现。在我们的业务中，需要不断为特定应用创建新的原型和系统，我们必须谨慎管理开发时间，Xsens AHRS易于集成到系统设计中，这对我们非常有帮助。”

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