移動(dòng)機器人為什么需要專(zhuān)用控制器
工業(yè)機器人具有工作效率高、穩定可靠、重復精度好、能在高危環(huán)境下作業(yè)等優(yōu)勢，在傳統制造業(yè)，特別是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)的轉型升級中可發(fā)揮重要作用。目前，國際工業(yè)機器人領(lǐng)域四大家族分別是ABB、KUKA、FANUC和安川電機。一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)機器人由3大部分6個(gè)子系統組成。但縱觀(guān)工業(yè)機器人領(lǐng)域，他們產(chǎn)品中均未見(jiàn)到有服務(wù)于其控制部分（系統）的專(zhuān)用設備，然而在與機械臂相類(lèi)似的移動(dòng)機器人賽道，尤其是工業(yè)應用移動(dòng)機器人中，卻獨辟蹊徑，發(fā)展出了單獨的專(zhuān)用控制器產(chǎn)品。究其原因，其一，移動(dòng)機器人相比工業(yè)機械臂的各種要求都偏低，包括制造門(mén)檻、精度、廠(chǎng)家的整合能力等。進(jìn)入門(mén)檻低造成大量不同標準的移動(dòng)機器人涌入市場(chǎng)，使得移動(dòng)機器人的定位更接近于非標設備，在將非標設備標準化的道路上，控制器就成為了核心零部件。其二，移動(dòng)機器人控制器對下游集成商的能力要求和工業(yè)機械臂的對下游集成商的能力要求是一致的，如機械設計、電氣設計以及方案整合的能力，集成商可以在機械臂上增加不同的末端夾具形成自動(dòng)化工站（如焊接、打磨、噴涂等），也可以通過(guò)移動(dòng)機器人控制器設計底盤(pán)并搭載不同的上層機構（如頂升、輥筒、料箱等），兩者的邏輯一致，對集成商能力要求也一致，因此移動(dòng)機器人控制器的客戶(hù)并不是移動(dòng)機器人本體廠(chǎng)家，而是大量的工業(yè)自動(dòng)化的集成商。其三，終端工廠(chǎng)的場(chǎng)景具有分散且非標的特性，行業(yè)不同、終端客戶(hù)需求不同、終端工廠(chǎng)環(huán)境不同等都佐證了場(chǎng)景的復雜，移動(dòng)機器人在不同的場(chǎng)景下需要由集成商進(jìn)行場(chǎng)景化的應用，而直接購買(mǎi)控制器造車(chē)成為了集成商快速打造自主品牌的最短路徑。基于以上三點(diǎn)不難發(fā)現，移動(dòng)機器人控制器和機械臂本體的發(fā)展模式和使用邏輯更為一致，即：移動(dòng)機器人：控制器→集成商→造車(chē)實(shí)施（加裝載具）機 械 臂：本 體→集成商→集成實(shí)施（加裝夾具）因此，在移動(dòng)機器人領(lǐng)域中衍生出控制器的分層則成為了必然，同時(shí)控制器廠(chǎng)家也為廣大的集成商提供了更多差異化的選擇和價(jià)值。目前大多數移動(dòng)機器人本體廠(chǎng)家更傾向于做標準化而量大的產(chǎn)品，而控制器的出現，使得在非標產(chǎn)品中出現了部分“標準件”，可以讓集成商在標準化產(chǎn)品的基礎上再去做創(chuàng )新；此外，移動(dòng)機器人控制器極大降低了集成商的學(xué)習及實(shí)施成本，學(xué)會(huì )了一套控制器，則可以制造頂升、輥筒、叉式、料箱等多種形態(tài)的機器人，這也是多機器人的統一控制及調度的基礎。
移動(dòng)機器人（AGV/AMR）控制器發(fā)展歷程
1972年，科爾摩根AGV發(fā)布了第一代ACC系列車(chē)輛控制器，標志著(zhù)控制器行業(yè)正式開(kāi)啟篇章。在此階段，行業(yè)更多以單片機、PLC技術(shù)形式來(lái)解決控制器問(wèn)題，AGV/AMR專(zhuān)用控制器概念相對較弱，多以控制元器件組合為主。同時(shí)存在算法能力弱、價(jià)格貴、功能少、開(kāi)發(fā)成本高、穩定性低、體積大等缺點(diǎn)，距離標準品商業(yè)化還有不小距離。伴隨行業(yè)需求的發(fā)展，逐漸開(kāi)始走向專(zhuān)用控制器階段。2012年，亞馬遜收購KIVA，二維碼導航的機器人開(kāi)始規?；瘧糜陔娚虉?chǎng)景，標志性著(zhù)控制器開(kāi)始走向專(zhuān)機時(shí)代。此時(shí)行業(yè)開(kāi)始更多出現控制器專(zhuān)機，在感知、決策、執行層面已經(jīng)具備較為完整的處理算法，實(shí)際項目和應用場(chǎng)景的經(jīng)驗也反哺了控制器在感知、決策、執行層面的可信度、效率與易用性的提升。受限于感知層的導航定位方式以二維碼，磁力，反光板等為主，行駛路徑相對固定，所以在決策執行算法層面需求相對較弱。同時(shí)此階段控制器基本以廠(chǎng)商自用為主，較少以專(zhuān)機標準品形式出現在市場(chǎng)。從行業(yè)角度還不具備廣泛易用性，無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(cháng)的行業(yè)客戶(hù)的各類(lèi)造車(chē)需求。2016年左右，以仙工智能、科聰、科鈦、賓通等為代表的企業(yè)，開(kāi)啟以SLAM導航為主的標準品控制器。正式邁入AMR專(zhuān)用控制器時(shí)代，相較于此前，該階段的控制器具有高集成性，多功能，高性能，易用性強的特點(diǎn)。以SLAM為核心的導航方式融合視覺(jué)等感知技術(shù)，使得路徑更靈活、功能更柔性。這對感知、決策、執行算法在功能實(shí)現上有了更高要求。伴隨著(zhù)移動(dòng)機器人應用深度及廣度的不斷拓展，為了更好地滿(mǎn)足本體企業(yè)業(yè)務(wù)的需要，一些控制器廠(chǎng)商也在不斷的迭代革新產(chǎn)品，如2021年仙工智能推出的全球首款功能安全認證控制器，進(jìn)一步滿(mǎn)足了AGV/AMR企業(yè)在國際化進(jìn)程中對于功能安全的需求。
表：2022年AGV/AMR專(zhuān)用控制器主要應用車(chē)型比例（按導航方式分）
移動(dòng)機器人控制器市場(chǎng)競爭格局
目前業(yè)內有部分AGV/AMR企業(yè)會(huì )選擇自己開(kāi)發(fā)控制器，如新松、昆船、優(yōu)艾智合、斯坦德、國自機器人、坤厚等企業(yè)都在研發(fā)自己的控制模塊。專(zhuān)業(yè)做AGV/AMR控制器及相關(guān)系統的廠(chǎng)商中，科爾摩根AGV最早將這一技術(shù)帶入中國市場(chǎng)，先后與國內眾多AGV/AMR企業(yè)達成了合作，提供導航控制一體化解決方案。伴隨著(zhù)中國AGV/AMR行業(yè)的不斷發(fā)展，2015年之后，國內也有一些創(chuàng )業(yè)公司瞄準這一塊市場(chǎng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，并陸續投入使用，仙工智能成為全國首個(gè)自主研發(fā)激光SLAM自主導航控制器的廠(chǎng)商。
圖：中國市場(chǎng)主要AGV/AMR控制器廠(chǎng)商(排名不分先后）
隨著(zhù)工業(yè)應用移動(dòng)機器人(AGV/AMR)智能化、柔性化與多樣化的發(fā)展趨勢，導航方式會(huì )愈加靈活，對算法算力要求會(huì )越來(lái)越高，因此，行業(yè)未來(lái)對于專(zhuān)用控制器的需求將會(huì )進(jìn)一步加快！
為了更好地解讀移動(dòng)機器人專(zhuān)用控制器市場(chǎng)發(fā)展現狀及趨勢，2022年年底，由CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 、新戰略移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)研究所主編，上海仙工智能科技有限公司冠名發(fā)布，科爾摩根自動(dòng)化AB、成都睿芯行科技有限公司、英特爾聯(lián)合參編的《工業(yè)應用移動(dòng)機器人（AGV/AMR）專(zhuān)用控制器產(chǎn)品發(fā)展藍皮書(shū)(2022版）》正式發(fā)布！該藍皮書(shū)對工業(yè)應用移動(dòng)機器人（AGV/AMR）專(zhuān)用控制器產(chǎn)品進(jìn)行了深度調研，介紹移動(dòng)機器人控制器的起源、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢以及最新的應用場(chǎng)景等，為移動(dòng)機器人控制器研究提供有借鑒價(jià)值的參考。
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