一、前言
2018年韩国冬奥会闭幕式的北京八分钟惊艳了观众的眼球，24块冰屏呈现出新时代中国的美好形象，成为演出中的一大亮点。载 着“冰屏”跳出华丽舞步的是２４个动作灵活的自动导 航车ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ），它们不仅完 成了自己动作编排，更与现场演员、地面投影进行了 联动表演。
扫描，新松的人工智能算法系统对扫描数据进行实时 分析计算，进而实现ＡＧＶ的导航定位。
本文将简要介绍Ｒ２０００激光扫描传感器在工厂自 动化领域的实际应用。
二、二维激光扫描传感器Ｒ２０００
现在市场上形形色色的二维激光扫描传感器己不 少见，各有特色，而倍加福Ｒ２０００追求的是以更快的 速度提供更多、更细致的二维测量数据。Ｒ２０００采用 激光脉冲测距技术（ＰＲＴ），即通过测定激光脉冲的飞
囊目行时间来精确测量距离。其测量半径分为１０
ｍ、３０
ｍ
和６０
ｍ三种规格（通过设置高返光的地理标记物， 测量半径可扩展至１００
…率高达１一ｍ；国１
０
●＿■■■●一－ ．～３６０。无死角扫描
・日一ｏ
—《的角分辨率高达 ０．０１４。；每秒钟 进行２５万次测 ■曲■■■＆圈量■ｉ甜忱地脚■２；●强：孵ｊｌ 量。海量的测量
二、二维激光扫描传感器Ｒ２０００
现在市场上形形色色的二维激光扫描传感器己不 少见，各有特色，而倍加福Ｒ２０００追求的是以更快的 速度提供更多、更细致的二维测量数据。Ｒ２０００采用 激光脉冲测距技术（ＰＲＴ），即通过测定激光脉冲的飞
囊目行时间来精确测量距离。其测量半径分为１０
ｍ、３０
ｍ
和６０
ｍ三种规格（通过设置高返光的地理标记物， 测量半径可扩展至１００
…率高达１一ｍ；国１
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・日一ｏ
—《的角分辨率高达 ０．０１４。；每秒钟 进行２５万次测 ■曲■■■＆圈量■ｉ甜忱地脚■２；●强：孵ｊｌ 量。海量的测量
由于激光导航系统价格昂贵，极大地阻碍了智能叉车 的普及。Ｒ２０００在这方面的最大贡献是使智能叉车导 航系统的开发门槛大幅度降低。进入２０１８年，有能力 借助Ｒ２０００自主开发智能叉车的中国厂商已经不下１０ 家。２０１８年上海工博会和ＣｅＭＡＴ物流展上展示的激 光扫描传感器的智能叉车品种已经相当之多，这足以 表明中国激光导航技术已经得到很大程度的普及。 ３、激光导航机器人 利用激光导航实现机器人在特定环境内自由行走， 代替人类完成枯燥而重复的简单工作，是目前机器人 开发的热点之一。
如今，国家电网遍及城乡，全国的变电站不计其数， 不少还设置在很偏僻的地方。所有的变电站都需要每 天对设备进行巡视检查，对运行数据进行记录。巡检 人员的缺乏已经成为国家电网面临的一个棘手问题。 一个现实的解决方案便是大量使用巡检机器人从事这 项工作。激光扫描传感器能够帮助巡检机器人实现巡 检路线的全程导航。 随着互联网、大数据、云计算的迅猛发展，机房 巡检的工作量越来越大，于是机房巡检机器人应运而 生。起先，这种机器人采用固定线路巡检，有的采用 天轨吊挂机器人，有的在地面采用地磁或色带导航。 但是，为了适应越来越复杂的巡检任务，现在采用激 光扫描传感器实现激光导航以增加巡检机器人行走自 由度的技术方案逐渐开始流行。
家庭中使用的扫地机已经司空见惯了，现在开始 出现激光导航的清扫机器人。它的应用场合通常是大 型机场的大厅、过道、走廊等，它可以在夜深人静的 时候默默地自动工作，将承载了一整天熙熙攘攘人群 的、不管是大理石的还是铺了地毯的地面清扫干净。 在全自动无人车间，激光导航机器人平台配合由 机器手、机器臂组成的工作平台，能够完成取件、放件、 搬运、摄录、检查、装配等各种各样的工作任务。
４、物体轮廓测量 将二维激光扫描传感器旋转或移动，便可实现对 物体的三维扫描测量。如果同时将多个二维激光扫描 传感器组合应用，则可完成对物体轮廓的全方位测量。 当然，传感器本身给出的只是海量的、一个一个点的 原始测量数据，要真正完成物体轮廓的三维测量还需 要一整套复杂的数学算法。
在２０１８年德国汉诺威工业展上，倍加福公司展 示了一套三维人体扫描系统。该系统利用多台Ｒ２０００ 组合实现人体的三维测量。在实际应用中，配置多个 Ｒ２０００组成的人体测量系统已经服务于特种服装的快 速个性化定制。
在物流行业的实际应用中，利用二维激光扫描传 感器测量货物的尺寸大小，通常不是传感器移动或旋 转，而是货物移动或旋转。比如，安装两台传感器即 可测量在输送带上移动货物的尺寸大小。将货物放在 转台上，用一台传感器即可测量旋转货物的尺寸大小。 这两种方法不但可以用于测量具有规则几何形状（多 数是矩形）的货物，也可以用于测量不规则形状物体 的尺寸大小，比如给出该物体的最大长、宽、高尺寸。
既然ＩＩＩＩ量尺寸大小，也就能够测量物体的体积。 当然，算法又更复杂些。比如，可以利用二维激光扫 描传感器测量堆场或料仓内堆积的散装货物的体积。 ５、产品拣选 在线边物流和配送物流中，一直广泛应用拣选监 控技术。过去，一条总装流水线在一段时间内只装配 一个型号的产品，现在，柔性的总装流水线可以同时 装配多种型号配置的汽车。柔性总装线的线边物流配 送比较复杂，容易出错，激光扫描传感器则可以帮助 柔性总装线线边物流配送的拣选操作员减少出错概率。
一台激光扫描传感器的监控范围即可覆盖一个常 规拣选物料货架的所有格口，当拣选操作员开始拣选 某一工位针对某一辆车所需的工件时，货架上对应这 些工件的格口就会亮灯，操作员要做的就是从亮灯的 格口中取货。激光扫描传感器能够准确地检测到操作 员从那个格ＶＩ中取货，是否正确，有没有漏拣。一旦 操作员从正确的格口中取货，该格口的指示灯就会熄 灭。如果操作员的手伸入错误的格口，系统会立即报
警提醒。只有当操作员正确地取完所需工件，系统才 会开始下一组工件的拣选。
拣选的另一个场景是货到人，不是操作员到货架 上取货，而是货品被自动送到操作员的面前。常见的 自动输送模式有两种。一种是由ＡＧＶ将装有若干货 箱的货架驮到操作员面前，操作员取完货后，货架由 ＡＧＶ送回；另一种是用堆垛机将货箱从货架上取出， 在用输送机送到操作员面前，操作员取完货后，输送 机和堆垛机再将货箱放回货架。由于ＡＧＶ或堆垛机、 输送机运货都需要时间，且不同货品所需时间也不同， 操作员不能等选齐一单货品再选下一单，而是会同时 为多个货单拣选。这样，操作员的工位上会同时为多 个货单放置多个包装箱。这时，用一台激光扫描传感 器即可监控所有的包装箱。当货箱送到时，系统会自 动告知操作员是哪个货单的货品，激光扫描传感器能 够感知操作员是否将货品放到正确的包装箱内。如果 放错，系统会立刻提示操作员更正。 ６、安全防护 堆垛机在货架之间窄窄的巷道中来回穿行，最怕 的是货架上有东西伸进巷道。给堆垛机安装上激光扫 描传感器，在货架和堆垛机之间形成一个半径相当于 传感器量程的３６０。的圆形监测面，这样就可以发现巷 道里的异物侵入，从而及时采取措施避免事故。
机要部门、博物馆、重要的仓库常采用红外探测 传感器进行安防。有的采用被动红外传感器，通过探 测人体体温发现入侵者，或者采用红外光电传感器， 光线被遮断时就会发出警报。但这种安防措施相对来 说比较容易被破解。激光传感器的应用则可以大大提 高安防的可靠性。无论是带天窗或通风口的天花板， 还是带门窗的墙面，一台激光扫描传感器都能轻易监 控一整面墙，甚至也有监控地面的方案。
四、结论
随着激光扫描传感器性能的提高、成本的降低， 和人工智能算法的进步，激光扫描传感器的应用领域 将不断扩展。比如，如果激光扫描传感器从二维发展 到三维，同时测量速度、数据传输速度、运算速度进 一步提高，就能够胜任更为复杂场景的自动导航和避 障；又比如，如果激光扫描传感器的测量精度进一步 提高，将有利于提高现有物体或空间三维测量的效率。
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