机器人轮胎抓取引导应用案例分享 | LMS4000激光雷达高动态3D扫描

在轮胎厂的成品或半成品立体仓库中转存储过程中，轮胎的出入库都涉及大量搬运工作。随着劳动力成本上涨以及效率要求提升，这类重体力劳动都正在移交给机器。由于轮胎规格多样，且摆放位置并不十分严格规范，为了实现可靠高效的抓取及搬运，除了需要灵活有力的“手”（工业机器人），迅捷准确的“眼”（3D感知）也必不可少。

对于轮胎抓取的3D感知主要有以下难点：

➡ 大场景、大景深、高精度的检测 （货架一般长达数米，并且轮胎堆面的高度随着搬运过程有数米的变化，精度需要达到毫米级）

➡ 高动态：检测的时效性要求高，整体检测需要在搬运间隙高速完成

➡ 低反射率：轮胎黑色橡胶的表面对光学系统颇具挑战

LMS4000是一款基于调频连续波(FMCW) 的二维激光雷达，可以获得毫米级的距离精度，是脉冲式TOF激光雷达、视觉方案的良好补充。

600Hz的高频率、0.0833°的角分辨率，结合平移或云台摆动的扫描方式，在 0.5~5.5m景深场景的高速动态3D扫描应用上颇具优势，在此结合轮胎抓取应用案例做一个扩展分享。

应用需求要点：

➡ 识别不同型号轮胎的特征，引导机械手自动抓取

➡ 货位大：长2.5m、宽1.6m、高2.7m

➡ 同层多货位覆盖

LMS4000应用方案的优势/客户受益

➡ 3米距离（该案例选用了3m量程款）+70°大视野，配合导轨线性平移扫描，一套雷达即可覆盖同层多个货位。

➡ 数据处理简单、毫米级的距离精度+高角分辨率保证高质量3D点云数据，实现依据实际3D轮廓特征适配不同尺寸型号的轮胎抓取定位。

➡ 可检测反射率低至2% 的表面，低反射率物体（比如黑色橡胶）检测表现出色。

➡ 点云置信度高，几乎不存在噪点。

➡ 600Hz的扫描频率，在2m/s扫描速度下，实现了约3mm的采样间隔，保证高速动态下的点云密度，同时对工作节拍有更高的冗余。

实际轮胎3D扫描成图