16.11.23

Mécanismes de navigation dans la robotique : des bases aux applications avancées

Les robots sont des machines complexes contrôlées par la combinaison de la mécanique, de l'électronique et du logiciel. Leur principe de fonctionnement de base repose sur l'introduction de données, le traitement de ces données et l'exécution d'actions. Les robots peuvent être programmés pour une grande variété de tâches, allant de simples activités mécaniques à des systèmes complexes de navigation autonome.

Orientation dans l’espace

Un aspect central de la robotique est la capacité des robots à s’orienter et à naviguer dans leur espace. Différentes technologies permettent cette perception et ce déplacement dans l’espace:

1. LiDAR
   • Fonctionnement : LiDAR utilise des rayons laser pour balayer l’environnement et créer une carte en 3D.
   • Avantages: très précis dans la mesure des distances ; bien adapté à la détection d’obstacles et à la cartographie des environnements.
   • Inconvénients: Peut être affecté par des conditions météorologiques telles que le brouillard, la pluie ou un fort ensoleillement ; coût relativement élevé.
2. Radar
   • Mode de fonctionnement: Utilise les ondes radio pour détecter les objets et leurs distances.
   • Avantages: Efficace dans différentes conditions météorologiques ; pénètre également certains matériaux.
   • Inconvénients: il n’est pas possible d’obtenir des données précises : Moins précis que le lidar pour la détection d’objets petits ou éloignés.
3. Ultrasons
   • Mode de fonctionnement: Émet des ondes sonores et mesure le temps qu’il leur faut pour être réfléchies par des objets.
   • Avantages: Simple et peu coûteux; bon pour la détection de proximité.
   • Inconvénients: Portée et précision limitées; susceptibilité aux échos parasites.
4. Caméras de différents types
   • Mode de fonctionnement: Des capteurs optiques capturent des images de l’environnement qui sont ensuite analysées.
   • Avantages: Fournit des informations visuelles détaillées ; essentiel pour les tâches qui nécessitent la reconnaissance d’images.
   • Inconvénients: Nécessite un traitement d’image complexe ; peut être influencé par les conditions d’éclairage.
5. Lignes directrices sur le terrain
   • Mode de fonctionnement: Les robots suivent des chemins reconnaissables visuellement ou magnétiquement.
   • Avantages: la méthode est simple: Méthode simple et fiable pour les itinéraires définis.
   • Inconvénients: Flexibilité limitée; l’environnement doit être équipé en conséquence.

Combinaison de systèmes

Dans la pratique, on utilise souvent des combinaisons de ces systèmes afin d’exploiter les points forts de chaque technologie et de compenser leurs points faibles. Par exemple, un robot peut utiliser le lidar pour la navigation générale et les ultrasons pour la détection à courte distance. Les caméras peuvent être utilisées à la fois pour la navigation et pour des tâches spécialisées telles que la reconnaissance d’objets.

Utilisation dans des machines de nettoyage professionnelles

Les robots de nettoyage professionnels modernes, tels que le Kärcher KIRA B 50, le Hako Scrubmaster B75 i et le Taski Ecobot 50, utilisent une série de technologies de capteurs avancées pour naviguer de manière efficace et autonome dans différents environnements. Ces robots sont un exemple de la manière dont différents types de capteurs sont combinés pour optimiser la navigation et la sécurité.

Kärcher KIRA B 50

• Capteurs: la KIRA B 50 utilise des capteurs performants pour la détection de l’environnement à 360° et la surveillance latérale. Ceux-ci permettent d’éviter les collisions et de contourner les obstacles en toute sécurité.
• Particularités: Le robot est conçu pour la détection sans contact d’obstacles, de risques de chute et de personnes, ce qui indique une combinaison de capteurs optiques et à ultrasons. Les capteurs LiDAR, à ultrasons et 3D sont utilisés ici.

Hako Scrubmaster B75 i

• Capteurs: ce modèle utilise un système de caméra 3D et des capteurs LiDAR pour la navigation et la sécurité.
• Navigation: la combinaison de ces capteurs permet une navigation efficace et le respect des normes de sécurité, ce qui est particulièrement important dans les environnements complexes ou sans visibilité.

Taski Ecobot 50

• Capteurs: l’Ecobot 50 combine différents types de capteurs, dont une vue indépendante à 360 degrés, un LiDAR, des capteurs visuels, des capteurs à ultrasons et des capteurs de collision passifs.
• Fonctions de sécurité: Il est équipé d’un LiDAR, d’une caméra 3D, d’un système antichute et de capteurs de collision à pression d’air qui garantissent une détection et une évitement complets des obstacles.

De nombreux autres robots sont disponibles. Parmi eux, il y a ce que l’on appelle des cobots, qui déploient leurs performances en collaboration avec le personnel de nettoyage. Le Wetrok Robmatic Marvin en fait notamment partie. Il peut également être utilisé comme autolaveuse manuelle à part entière.

Ces exemples montrent que les robots de nettoyage professionnels utilisent une multitude de technologies de détection pour accomplir leurs tâches de manière efficace et sûre. Le LiDAR et les caméras 3D offrent une cartographie précise de l’espace et une détection des obstacles, tandis que les capteurs à ultrasons et les capteurs de collision passifs contribuent à la détection rapprochée des obstacles. La combinaison de ces technologies permet aux robots d’effectuer de manière autonome des tâches de nettoyage complexes dans différents environnements.

Résumé

Le choix du système d’orientation approprié dépend fortement de l’application spécifique et des conditions environnementales. Alors que certains systèmes comme le lidar offrent une grande précision, des systèmes plus simples comme les ultrasons peuvent être suffisants et plus rentables dans certains contextes. La combinaison de différentes technologies permet de rendre les robots plus flexibles et plus efficaces afin de répondre aux exigences de différents scénarios.