一、核心运作逻辑:“云-边-端”三级架构
1. 云端大脑(调度平台)
· 任务分解:接收总控指令(如“巡检A区、B区”),根据各区域面积、地形复杂度、任务优先级(如重点设备区需高频巡检),自动将任务分配给不同机器人。
· 全局规划:为每台机器人规划最优路径,并实时监控电量、网络状态、异常报警,动态调整任务分配(如某台机器人低电量,立即派另一台接替)。
· 数据汇聚:所有机器人的视觉、热成像、气体检测等数据回传至云端,进行统一分析、存储和报表生成。
2. 边缘节点(区域基站)
· 在每个分区部署一个边缘计算单元(如5G基站+服务器)。负责本区域内机器人的实时通信协调(延迟<10ms)、局部路径冲突消解、紧急停机指令下发。即使云端断连,边缘节点仍可维持区域内基本运行。
3. 终端执行(四足机器人)
· 每台机器人搭载激光雷达、深度相机、IMU、RTK-GPS等传感器。它们不仅自主行走,还能通过机间通信(如Wi-Fi Mesh、LoRa或5G D2D)互相感知位置,避免碰撞,并协同完成跨区域任务(如接力跟踪可疑目标)。
二、关键技术
1. 协同SLAM与地图融合
· 多台机器人各自构建局部地图(如楼梯、草地、碎石路),通过云端或边缘节点进行特征匹配,融合成一张全局的高精度三维地图。新机器人加入时,无需重新建图,直接下载全局地图即可投入工作。
2. 动态任务分配与路径规划
· 采用分布式拍卖算法或市场机制:每个任务(如“检查3号仓库”)公开“报价”(基于距离、电量、剩余时间),机器人竞价获取。避免集中调度带来的计算瓶颈,且能快速响应突发任务(如某台机器人故障,其他机器人立即竞标其剩余任务)。
3. 群体避障与队形保持
· 在狭窄通道或交叉路口,机器人通过虚拟力场或共识协议协商通行顺序。例如,两台机器人相向而行,通过交换速度、方向信息,自动错开。在开阔区域,可自动组成“一字型”或“扇形”队列进行地毯式搜索。
4. 异构协同
· 四足机器人可与无人机、轮式机器人配合。例如:无人机高空广域扫描发现热源,引导四足机器人前往地面抵近侦察;四足机器人到达陡峭台阶前,召唤轮式机器人绕行平路汇合。
三、应用场景
· 机场:凌晨全区域(航站楼、跑道周边、行李分拣区)同步巡查,一台负责廊桥,另一台负责远机位,通过楼梯连接,数据汇总到安保中心。
· 港口:在集装箱堆场,多台机器人穿梭于狭窄通道,识别箱体编号、锁扣状态;遇到散落货物,自动拍照上传并标记位置。
· 大型化工园区:分区定时巡检管道、阀门、储罐,利用热成像检测温度异常,多台机器人接力追踪泄漏源,并在危险区域外围设置警戒线。
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