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机器视觉助力机器人监控和检查危险环境


时间:2019-03-12

应用领域:机器视觉


   石油和天然气设施等危险环境经常面临恶劣的天气条件以及火灾和爆炸的高风险。尽管如此,仍然需要对这些区域进行例行检查和监测。为了让人们从这些潜在危险的地方,ExRobotics开发了一系列专为此类任务设计的机器人。
   据该公司称,ExRobotics的首款机器人ExR-1专为执行自动例行和临时安全检查而设计,符合国际或欧洲防爆指令。ExR-1尺寸为950x680x430mm,重量为75kg,每次最长可运行2小时,在此期间可对平坦表面进行一般检查。使机器人“看”是一个三相机系统,包括一个用于前视的18MP像素相机和两个用于导航的3.1MPixel相机。
   对于前视,机器人使用IDSImagingDevelopmentSystems(德国Obersulm;www.ids-imaging.com)的USB3.0UI-3591LE-C-HQ摄像头,该摄像头基于18MPixelAR1820HS滚动快门CMOS色彩传感器。安森美半导体(美国亚利桑那州凤凰城;www.onsemi.com)。USB3.0相机的帧速率为12.2fps,采用背照式图像传感器技术。对于导航,机器人使用IDS的两个USB2.0UI-1461LE-C-HQ摄像头。这些相机采用3.1百万像素MT9T001滚动CMOS图像传感器,也来自安森美半导体,通过其USB2.0接口实现11.2fps的帧速率。使用这些摄像头,机器人在检查位置之间导航,并在操作员安全并准备好进行检查时与操作员联系。白线和诸如信标之类的其他信号符号用于定向。
   ExRobotics使用了IDS软件开发套件的uEyeAPI-将摄像机集成到他们的系统中,并开发了自己的软件来处理来自机器人的图像。该软件包括缩放和捕捉功能,这些功能对于监视和检查期间的详细图像是必需的。
   ExRobotics的商业总监SamirElAwadi表示,ExR-1机器人单元是纯粹的遥控器,依靠人们来解释他们看到的图像。展望未来,该团队正在寻求增加机器视觉技术以减轻人类的负担。特别是,根据ElAwadi的说法,他们正在研究气体羽流和振动检测能力。
   除了相机系统,机器人的主要电子盒包括采用Braswell14nm处理器技术的英特尔凌动处理器,STMicroelectronics(瑞士日内瓦;www.st.com)的32位处理器,用于主处理器支持,USB3.0和2.0端口,7个通用I/O连接器和板载电源,以及其他功能。机器人还可以使用用于声音监控的麦克风,带电池充电器的扩展坞,夜间操作的光模块(由与摄像机方向相同的三个690流明LED组成)以及G300光学气体成像来自FLIR,碳氢化合物和酸性气体点探测器以及硫化氢气体传感器的摄像机。
通过使用公共或私有4GLTE网络将机器人连接到控制站的双频带天线,可以远程操作机器人。定制软件使用户能够使用操纵杆或游戏控制器驱动机器人。此外,ExR-1版本1.1(ExR-1.1)提供机器人的自主版本,该机器人使用专有的自主线路跟随软件。该功能于2018年8月在荷兰壳牌的Pernis炼油厂成功通过测试。
   “我们已经证明我们可以在9500公里的距离内操作机器人,”ElAwadi说,他参考了最近的测试。荷兰ExRobotics工厂的一个机器人是从巴西里约热内卢的世界另一边控制的。这是一个关键点,因为广泛的覆盖范围对于中东,北美和远东的石油和天然气行业的主要参与者至关重要。
   ExRobotics的首批机器人可在-20°至50°C(-4°至122°F)的温度范围内运行,并可进行修改,范围为-40°至60°C(-40°至140°)是触手可及的。
   根据ExRobotics的说法,机器人开发的重点将转向更自主,基于云的存储系统,以及使用增加的图像处理和人工智能。