機器人輪胎抓取引導應用案例分享 | LMS4000激光雷達高動態3D掃描

在輪胎廠的成品或半成品立體倉庫中轉存儲過程中，輪胎的出入庫都涉及大量搬運工作。隨著勞動力成本上漲以及效率要求提升，這類重體力勞動都正在移交給機器。

由于輪胎規格多樣，且擺放位置并不十分嚴格規范，為了實現可靠高效的抓取及搬運，除了需要靈活有力的“手”(工業機器人)，迅捷準確的“眼”(3D感知)也必不可少。

對于輪胎抓取的3D感知主要有以下難點：

● 大場景、大景深、高精度的檢測 (貨架一般長達數米，并且輪胎堆面的高度隨著搬運過程有數米的變化，精度需要達到毫米級)

● 高動態：檢測的時效性要求高，整體檢測需要在搬運間隙高速完成

● 低反射率：輪胎黑色橡膠的表面對光學系統頗具挑戰

LMS4000 激光雷達

LMS4000是一款基于調頻連續波(FMCW) 的二維激光雷達，可以獲得毫米級的距離精度，是脈沖式TOF激光雷達、視覺方案的良好補充。

600Hz的高頻率、0.0833°的角分辨率，結合平移或云臺擺動的掃描方式，在 0.5~5.5m景深場景的高速動態3D掃描應用上頗具優勢，在此結合輪胎抓取應用案例做一個擴展分享。

應用需求要點：

● 識別不同型號輪胎的特征，引導機械手自動抓取

● 貨位大：長2.5m、寬1.6m、高2.7m

● 同層多貨位覆蓋

LMS4000應用方案的優勢/客戶受益

● 3米距離(該案例選用了3m量程款)+70°大視野，配合導軌線性平移掃描，一套雷達即可覆蓋同層多個貨位。

● 數據處理簡單、毫米級的距離精度+高角分辨率保證高質量3D點云數據，實現依據實際3D輪廓特征適配不同尺寸型號的輪胎抓取定位。

● 可檢測反射率低至2% 的表面，低反射率物體(比如黑色橡膠)檢測表現出色。

● 點云置信度高，幾乎不存在噪點。

● 600Hz的掃描頻率，在2m/s掃描速度下，實現了約3mm的采樣間隔，保證高速動態下的點云密度，同時對工作節拍有更高的冗余。

實際輪胎3D掃描成圖

（轉載：西克）