سینسنگ ٹیکنالوجی ، ذہین ٹیکنالوجی اور کمپیوٹنگ ٹیکنالوجی کی مسلسل بہتری کے ساتھ ، ذہین موبائل روبوٹ پیداوار اور زندگی میں انسانی کردار ادا کر سکے گا۔ تو موبائل روبوٹ پوزیشننگ ٹیکنالوجی کے اہم پہلو کیا ہیں؟ یہ نتیجہ اخذ کیا گیا ہے کہ اس وقت ، موبائل روبوٹس میں بنیادی طور پر یہ پانچ پوزیشننگ ٹیکنالوجیز ہیں۔
موبائل روبوٹ کے لیے الٹراسونک نیویگیشن اور پوزیشننگ ٹیکنالوجی۔
الٹراسونک نیویگیشن اور پوزیشننگ کا کام کرنے والا اصول بھی لیزر اور اورکت کی طرح ہے۔ عام طور پر ، الٹراسونک لہر الٹراسونک سینسر کی ترسیل کی تحقیقات سے خارج ہوتی ہے ، اور الٹراسونک لہر وصول کرنے والے آلے پر واپس آتی ہے جب درمیانے درجے میں رکاوٹوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔
الٹراسونک عکاسی سگنل کو خود سے منتقل کرکے ، اور الٹراسونک ٹرانسمیشن اور بازگشت کے استقبال کے وقت کے فرق اور پھیلاؤ کی رفتار کے مطابق پھیلاؤ کے فاصلے کا حساب لگا کر ، روبوٹ سے رکاوٹ کا فاصلہ حاصل کیا جاسکتا ہے ، یعنی ایک فارمولا ہے : S=TV / 2 ، جس میں T - الٹراسونک ٹرانسمیشن اور استقبالیہ کے درمیان وقت کا فرق V - درمیانے درجے میں پھیلنے والی الٹراسونک لہر کی لہر کی رفتار۔
یقینا ، بہت سے موبائل روبوٹ نیویگیشن اور پوزیشننگ ٹیکنالوجی میں علیحدہ ترسیل اور وصول کرنے والے آلات استعمال کرتے ہیں۔ ایک سے زیادہ وصول کرنے والے آلات ماحولیاتی نقشے میں ترتیب دیے گئے ہیں ، اور موبائل روبوٹ پر ٹرانسمیٹنگ پروبس انسٹال ہیں۔
موبائل روبوٹس کی نیویگیشن اور پوزیشننگ میں ، الٹراسونک سینسرز کی خرابیوں کی وجہ سے ارد گرد کے ماحول کی معلومات کو مکمل طور پر حاصل کرنا مشکل ہے ، جیسا کہ مخصوص عکاسی اور محدود بیم زاویہ۔ لہذا ، ایک سے زیادہ سینسروں پر مشتمل الٹراسونک سینسر سسٹم عام طور پر متعلقہ ماحول کے ماڈل کو قائم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے ، سینسر کے ذریعے جمع کردہ معلومات سیریل کمیونیکیشن کے ذریعے موبائل روبوٹ کے کنٹرول سسٹم میں منتقل ہوتی ہے۔ پھر کنٹرول سسٹم جمع کردہ سگنل اور قائم شدہ ریاضیاتی ماڈل کے مطابق متعلقہ ڈیٹا پر کارروائی کرنے کے لیے ایک مخصوص الگورتھم اختیار کرتا ہے ، اور روبوٹ کی پوزیشن ماحول کی معلومات حاصل کی جا سکتی ہے۔
کم قیمت ، تیز رفتار معلومات کے حصول کی شرح اور اعلی رینج ریزولوشن کے فوائد کی وجہ سے ، الٹراسونک سینسر ایک طویل عرصے سے موبائل روبوٹ کی نیویگیشن اور پوزیشننگ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے۔ مزید یہ کہ ماحولیاتی معلومات اکٹھا کرتے وقت اسے پیچیدہ امیج ٹیکنالوجی کی ضرورت نہیں ہوتی ، اس لیے اس کی تیز رفتار اور اچھی ریئل ٹائم پرفارمنس ہوتی ہے۔
موبائل روبوٹ کی بصری نیویگیشن اور پوزیشننگ ٹیکنالوجی۔
بصری نیویگیشن اور پوزیشننگ سسٹم میں ، روبوٹ میں گاڑیوں کے کیمرے کو مقامی وژن کی بنیاد پر نصب کرنے کا نیویگیشن موڈ اندرون اور بیرون ملک وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ اس نیویگیشن موڈ میں ، کنٹرول کا سامان اور سینسنگ ڈیوائسز روبوٹ کے جسم پر لاد دی جاتی ہیں ، اور اعلی درجے کے فیصلے جیسے تصویر کی پہچان اور راستے کی منصوبہ بندی آن بورڈ کنٹرول کمپیوٹر کے ذریعے مکمل ہوتی ہے۔
بصری نیویگیشن اور پوزیشننگ سسٹم میں بنیادی طور پر شامل ہیں: کیمرہ (یا سی سی ڈی امیج سینسر) ، ویڈیو سگنل ڈیجیٹلائزیشن کا سامان ، ڈی ایس پی پر مبنی فاسٹ سگنل پروسیسر ، کمپیوٹر اور اس کے آلات وغیرہ ، فی الحال ، بہت سے روبوٹ سسٹم سی سی ڈی امیج سینسر استعمال کرتے ہیں۔ بنیادی عنصر سلیکون امیجنگ عناصر کی ایک قطار ہے۔ فوٹوسینسیٹیو عناصر اور چارج ٹرانسفر ڈیوائسز کو سبسٹریٹ پر ترتیب دیا گیا ہے۔ چارجز کی ترتیب وار منتقلی کے ذریعے ، ایک سے زیادہ پکسلز کے ویڈیو سگنلز کو ٹائم شیئرنگ اور ترتیب وار نکالا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، ایریا سی سی ڈی سینسر کے ذریعے جمع کی گئی تصویر کی ریزولوشن 32 × 32 سے 1024 × 1024 پکسلز وغیرہ ہوسکتی ہے۔
بصری نیویگیشن اور پوزیشننگ سسٹم کا کام کرنے والا اصول صرف روبوٹ کے ارد گرد کے ماحول کو آپٹیکل طور پر پروسیس کرنا ہے۔ سب سے پہلے ، کیمرے کو تصویر کی معلومات اکٹھا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے ، جمع کی گئی معلومات کو سکیڑیں ، اور پھر اسے اعصابی نیٹ ورک اور شماریاتی طریقوں پر مشتمل سیکھنے والے سب سسٹم کو واپس کھلائیں ، پھر سیکھنے کا سب سسٹم جمع شدہ تصویر کی معلومات کو روبوٹ کی اصل پوزیشن سے جوڑتا ہے۔ روبوٹ کی خود مختار نیویگیشن اور پوزیشننگ فنکشن کو مکمل کرنا۔
عالمی پوزیشننگ سسٹم
آج کل ، ذہین روبوٹ نیویگیشن اور پوزیشننگ ٹکنالوجی کی درخواست میں ، سیڈو رینج ڈفرنشل ڈائنامک پوزیشننگ کا طریقہ عام طور پر اپنایا جاتا ہے۔ حوالہ وصول کرنے والا اور متحرک رسیور چار GPS سیٹلائٹ کو ایک ساتھ دیکھنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے ، اور ایک مخصوص وقت اور لمحے پر روبوٹ کے تین جہتی پوزیشن کوآرڈینیٹ ایک مخصوص الگورتھم کے مطابق حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ امتیازی متحرک پوزیشننگ سیٹلائٹ گھڑی کی خرابی کو ختم کرتی ہے۔ ریفرنس اسٹیشن سے 1000 کلومیٹر دور صارفین کے لیے ، یہ سیٹلائٹ کلاک ایرر اور ٹروپوسفیرک ایرر کو ختم کر سکتا ہے ، لہذا یہ متحرک پوزیشننگ کی درستگی کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔
تاہم ، موبائل نیویگیشن میں ، موبائل GPS وصول کنندہ کی پوزیشننگ کی درستگی سیٹلائٹ سگنل کے حالات اور سڑک کے ماحول کے ساتھ ساتھ گھڑی کی خرابی ، پھیلاؤ کی خرابی ، رسیور کا شور اور بہت سے دوسرے عوامل سے متاثر ہوتی ہے۔ لہذا ، صرف GPS نیویگیشن کی پوزیشننگ کی درستگی اور وشوسنییتا کم ہے۔ لہذا ، نیویگیشن کے لیے مقناطیسی کمپاس اور آپٹیکل کوڈ ڈسک اور GPS ڈیٹا۔ اس کے علاوہ ، GPS نیویگیشن سسٹم انڈور یا پانی کے اندر روبوٹ نیویگیشن اور اعلی پوزیشن کی درستگی کے ساتھ روبوٹ سسٹم کے لیے موزوں نہیں ہے۔
آپٹیکل عکاسی نیویگیشن اور موبائل روبوٹ کے لیے پوزیشننگ ٹیکنالوجی۔
عام آپٹیکل عکاسی نیویگیشن اور پوزیشننگ کا طریقہ بنیادی طور پر فاصلے کی پیمائش کے لیے لیزر یا اورکت سینسر کا استعمال کرتا ہے۔ نیویگیشن اور پوزیشننگ کے لیے لیزر اور اورکت دونوں روشنی کی عکاسی ٹیکنالوجی استعمال کرتے ہیں۔
لیزر گلوبل پوزیشننگ سسٹم عام طور پر لیزر گھومنے والا طریقہ کار ، آئینہ ، فوٹو الیکٹرک وصول کرنے والا آلہ اور ڈیٹا کے حصول اور ترسیل کے آلے پر مشتمل ہوتا ہے۔
آپریشن کے دوران ، لیزر گھومنے والے آئینے کے طریقہ کار کے ذریعے باہر سے خارج ہوتا ہے۔ جب پسماندہ عکاس پر مشتمل کوآپریٹو روڈ سائن کو اسکین کیا جاتا ہے تو ، عکاس روشنی کو فوٹو الیکٹرک وصول کنندہ کے ذریعہ پتہ لگانے کے سگنل کے طور پر پروسیس کیا جاتا ہے ، ڈیٹا کے حصول کا پروگرام شروع کریں ، گھومنے والے طریقہ کار کا کوڈ ڈسک ڈیٹا پڑھیں (ہدف کی ماپا زاویہ قیمت) ، اور پھر اسے مواصلات کے ذریعے ڈیٹا پروسیسنگ کے لیے اوپری کمپیوٹر پر منتقل کریں ، روڈ سائن کی معلوم پوزیشن اور معلوم شدہ معلومات کے مطابق ، روڈ سائن کوآرڈینیٹ سسٹم میں سینسر کی موجودہ پوزیشن اور سمت کا حساب لگایا جاسکتا ہے ، تاکہ حاصل کیا جاسکے مزید نیویگیشن اور پوزیشننگ کا مقصد
لیزر رینجنگ میں تنگ بیم ، اچھی ہم آہنگی ، چھوٹے بکھرنے اور اعلی رینج سمت ریزولوشن کے فوائد ہیں ، لیکن یہ ماحولیاتی عوامل سے بھی بہت پریشان ہے۔ لہذا ، لیزر رینجنگ کا استعمال کرتے وقت جمع شدہ سگنل کو کیسے رد کرنا ایک بڑا مسئلہ ہے۔ اس کے علاوہ ، لیزر رینجنگ میں اندھے علاقے ہیں ، لہذا صرف لیزر کے ذریعہ نیویگیشن اور پوزیشننگ کا ادراک کرنا مشکل ہے ، صنعتی ایپلی کیشنز میں ، یہ عام طور پر صنعتی فیلڈ کا پتہ لگانے میں ایک مخصوص رینج کے اندر استعمال ہوتا ہے ، جیسے پائپ لائن کی دراڑوں کا پتہ لگانا۔
انفراریڈ سینسنگ ٹیکنالوجی اکثر ملٹی جوائنٹ روبوٹ رکاوٹ سے بچنے کے نظام میں استعمال ہوتی ہے تاکہ روبوٹ کا ایک بڑا علاقہ بنایا جاسکے۔ حساس جلد&روبوٹ بازو
ایک عام اورکت سینسر میں ایک ٹھوس ریاست روشنی خارج کرنے والا ڈایڈڈ شامل ہوتا ہے جو اورکت روشنی کو خارج کرسکتا ہے اور ایک ٹھوس حالت کا فوٹوڈیوڈ بطور رسیور استعمال ہوتا ہے۔ ماڈیولڈ سگنل اورکت روشنی خارج کرنے والی ٹیوب کے ذریعے منتقل ہوتا ہے ، اور اورکت فوٹو سینسیٹیو ٹیوب ہدف سے منعکس شدہ اورکت ماڈیولڈ سگنل وصول کرتا ہے۔ محیطی اورکت روشنی کے خاتمے کی ضمانت سگنل ماڈیولیشن اور خصوصی اورکت فلٹر کے ذریعے دی جاتی ہے۔ آؤٹ پٹ سگنل VO کی عکاسی روشنی کی شدت کے وولٹیج آؤٹ پٹ کی نمائندگی کرتا ہے ، پھر VO تحقیقات اور ورک پیس کے درمیان فاصلے کا ایک فنکشن ہے: VO=f (x ، P) ، جہاں p - ورک پیس کا عکاسی گتانک۔ P کا تعلق سطح کے رنگ اور ہدف کی کھردری سے ہے۔ X - پروب اور ورک پیس کے درمیان فاصلہ۔
جب ورک پیس ایک ہی پی ویلیو کے ساتھ ایک جیسا ہدف ہوتا ہے تو ، X اور VO ایک دوسرے کے مطابق ہوتے ہیں۔ ایکس مختلف اہداف کی قربت کی پیمائش کے تجرباتی اعداد و شمار کو انٹرپولیٹ کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ اس طرح ، ٹارگٹ آبجیکٹ سے روبوٹ کی پوزیشن کو اورکت سینسر کے ذریعے ماپا جا سکتا ہے ، اور پھر موبائل روبوٹ کو نیویگیشن اور دیگر انفارمیشن پروسیسنگ طریقوں سے پوزیشن میں رکھا جا سکتا ہے۔
اگرچہ اورکت سینسر پوزیشننگ میں اعلی حساسیت ، سادہ ساخت اور کم لاگت کے فوائد بھی ہیں ، کیونکہ ان کی ہائی اینگل ریزولوشن اور کم فاصلے کی ریزولوشن کی وجہ سے ، وہ اکثر موبائل روبوٹس میں قربت کے سینسر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں تاکہ قریب آنے والی یا اچانک حرکت کی رکاوٹوں کا پتہ لگایا جاسکے جو کہ آسان ہے۔ روبوٹ لوگوں کے لیے ایمرجنسی میں رکاوٹوں کو روکنا۔
سلیم ٹیکنالوجی۔
انڈسٹری کے معروف سروس روبوٹ انٹرپرائزز سلیم ٹیکنالوجی کو اپناتے ہیں۔ سلیم ٹیکنالوجی کیا ہے؟ مختصر طور پر ، سلیم ٹیکنالوجی سے مراد روبوٹ پوزیشننگ ، میپنگ اور راستے کی منصوبہ بندی کے پورے عمل کو نامعلوم ماحول میں کرنا ہے۔
سلیم (بیک وقت لوکلائزیشن اور میپنگ) ، چونکہ اسے 1988 میں تجویز کیا گیا تھا ، بنیادی طور پر روبوٹ موومنٹ کی ذہانت کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مکمل طور پر نامعلوم انڈور ماحول کے لیے ، بنیادی سینسرز جیسے لڈار ، سلیم ٹیکنالوجی سے لیس روبوٹ کو اندرونی ماحول کا نقشہ بنانے اور روبوٹ کو آزادانہ طور پر چلنے میں مدد مل سکتی ہے۔
SLAM کے مسئلے کو یوں بیان کیا جا سکتا ہے: روبوٹ نامعلوم ماحول سے کسی نامعلوم مقام سے منتقل ہونا شروع کرتا ہے ، خود کو پوزیشن کے تخمینے اور سینسر ڈیٹا کے مطابق ڈھونڈتا ہے ، اور ایک ہی وقت میں ایک بڑھتا ہوا نقشہ بناتا ہے۔
سلیم ٹیکنالوجی کے نفاذ کے طریقوں میں بنیادی طور پر وی ایس ایل اے ایم ، وائی فائی سلیم اور لیڈر سلیم شامل ہیں۔
1. وی ایس ایل اے ایم (بصری سلیم)
اس سے مراد اندرونی ماحول میں کیمرے اور کائنیکٹ جیسے گہرائی والے کیمروں کے ساتھ نیویگیشن اور ریسرچ ہے۔ اس کے کام کا اصول صرف روبوٹ کے ارد گرد کے ماحول پر آپٹیکل پروسیسنگ کرنا ہے۔ سب سے پہلے ، کیمرے کا استعمال تصویر کی معلومات اکٹھا کرنے ، جمع کردہ معلومات کو سکیڑنے ، اور پھر اسے نیورل نیٹ ورک اور شماریاتی طریقوں پر مشتمل سیکھنے والے سب سسٹم کو واپس کھلانے کے لیے کیا جاتا ہے ، اور پھر سیکھنے کا سب سسٹم جمع شدہ تصویر کی معلومات کو اصل پوزیشن سے جوڑتا ہے۔ روبوٹ ، روبوٹ کی خود مختار نیویگیشن اور پوزیشننگ فنکشن مکمل کریں۔
تاہم ، انڈور وی ایس ایل اے ایم ابھی تحقیق کے مرحلے میں ہے اور عملی استعمال سے بہت دور ہے۔ ایک طرف ، حساب کی مقدار بہت زیادہ ہے ، جس کے لیے روبوٹ سسٹم کی اعلی کارکردگی درکار ہے۔ دوسری طرف ، وی ایس ایل اے ایم (زیادہ تر نقطہ بادل) کے ذریعہ تیار کردہ نقشے روبوٹ راستے کی منصوبہ بندی کے لیے استعمال نہیں کیے جا سکتے ، جس کے لیے مزید تحقیق اور تحقیق کی ضرورت ہے۔
2． وائی فائی سلیم۔
اس سے مراد پوزیشننگ کے لیے سمارٹ فونز میں مختلف قسم کے سینسنگ ڈیوائسز استعمال کرنا ہے ، جن میں وائی فائی ، جی پی ایس ، گائروسکوپ ، ایکسلرومیٹر اور میگنیٹومیٹر شامل ہیں ، اور مشین لرننگ ، پیٹرن ریکگنیشن اور دیگر الگورتھم کے ذریعے حاصل کردہ ڈیٹا سے درست انڈور میپ ڈرائنگ کرنا۔ اس ٹیکنالوجی کے فراہم کنندہ کو ایپل نے 2013 میں حاصل کیا تھا۔ یہ معلوم نہیں ہے کہ آیا ایپل نے آئی فون پر وائی فائی سلیم ٹیکنالوجی کا اطلاق کیا ہے ، تاکہ آئی فون کے تمام صارفین چھوٹے ڈرائنگ روبوٹ لے جانے کے مترادف ہوں۔ اس میں کوئی شک نہیں کہ زیادہ درست پوزیشننگ نہ صرف نقشے کے لیے سازگار ہے ، بلکہ تمام مقام پر منحصر ایپلی کیشنز (ایل بی ایس) کو زیادہ درست بھی بناتی ہے۔
3． لیڈر سلیم
اس سے مراد نقشہ کا ڈیٹا حاصل کرنے کے لیے سینسر کے طور پر لیڈر کا استعمال ہے ، تاکہ روبوٹ ہم وقت سازی کی پوزیشننگ اور نقشے کی تعمیر کا ادراک کر سکے۔ جہاں تک خود ٹیکنالوجی کا تعلق ہے ، یہ کئی سالوں کی تصدیق کے بعد کافی پختہ ہوچکی ہے ، لیکن لیڈر' کی اعلی قیمت کی رکاوٹ کو فوری طور پر حل کرنے کی ضرورت ہے۔
گوگل ڈرائیور لیس کاریں اس ٹیکنالوجی کو استعمال کرتی ہیں۔ چھت پر نصب لیڈر امریکہ کی ویلوڈائن کمپنی سے آتا ہے اور 70000 ڈالر سے زیادہ میں فروخت ہوتا ہے۔ یہ لیڈر تیز رفتار سے گھومنے پر آس پاس 64 لیزر بیم نکال سکتا ہے۔ جب لیزر آس پاس کی اشیاء کو چھوتا ہے اور واپس آتا ہے تو یہ گاڑی کے جسم اور ارد گرد کی اشیاء کے درمیان فاصلے کا حساب لگا سکتا ہے۔ کمپیوٹر سسٹم پھر ان اعداد و شمار کے مطابق عمدہ تھری ڈی ٹوپوگرافک نقشہ کھینچتا ہے ، اور پھر اسے ہائی ریزولوشن میپ کے ساتھ جوڑ کر آن بورڈ کمپیوٹر سسٹم کے لیے مختلف ڈیٹا ماڈلز تیار کرتا ہے۔ لیڈر پوری گاڑی کی قیمت کا آدھا حصہ ہے ، جو کہ گوگل کی بغیر پائلٹ گاڑیوں کی بڑے پیمانے پر پیداوار نہ ہونے کی ایک وجہ بھی ہو سکتی ہے۔
لیڈر میں مضبوط ہدایت کی خصوصیات ہیں ، جو نیویگیشن کی درستگی کو مؤثر طریقے سے یقینی بناسکتی ہیں اور اندرونی ماحول کے مطابق ڈھال سکتی ہیں۔ تاہم ، لیڈر سلیم نے روبوٹ انڈور نیوی گیشن کے میدان میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ نہیں کیا ، کیونکہ لیڈر کی قیمت بہت مہنگی ہے۔