人形机器人深度报告 感知更精准,交互更高效

小夏 科技 更新 2024-02-26

(精选报告**:幻影影视行业)。

感知模块是人形机器人具身智能的基础

感知是互动的基础:人形机器人包括感知模块、交互模块、操作控制模块,感知模块为基础,为交互和操作控制模块提供信息,并提供实时反馈,使机器人感知外部环境和物体,调整操作控制计划。

感知是软件和硬件的结合,分布在全身,不同的传感器与数据融合类似于人类的各种感觉神经,提供视觉、位置、触觉、力等信息,分布在人形机器人的各个关节中,包括软件和硬件算法,每个数据都可以融合,提供操作控制规划的准确性。

人形机器人传感器至关重要,遍布全身

位置传感器:使用量为1个imu,用于测量机器人的运动和姿态信息,一个**400-2000元,或者以后取消。

视觉传感器:国产深度摄像头+激光雷达,特斯拉是纯视觉解决方案,1个鱼眼摄像头+2个普通摄像头。

关节力控制传感器:特斯拉的每个直线接头都有 1 个放置在电机外部的一维压力传感器; 每个旋转关节在减速机外放置1个一维扭矩传感器,普通400元,高端4000元。 国内方案各不相同。

手腕和脚踝传感器:每个手腕和脚踝都配备了一个六维扭矩传感器(可选),*2-40,000 个,但有很大的降价空间。

触觉传感器:在手上增加触觉传感器,可以提高灵巧手的性能,以及多种技术路线布局; 特斯拉直接使用 10 个触觉传感器。

六维力矩“, 触觉传感, 联合传感, 双目相机, IMU

考虑到价值和未来行业趋势,我们认为该传感器可对六维力矩、触觉传感、关节传感、双目摄像头和 IMU 进行分类

不同的制造商有不同的传感器设计,特斯拉在视觉上很轻,在操作控制上很重。

从视觉感知的角度来看,特斯拉的纯视觉成本低:特斯拉基于自动驾驶积累的强大纯视觉算法,简化了人形机器人上三个摄像头的使用,成本极低,而致远、宇树宇树等国内厂商普遍采用激光雷达+深度摄像头。

从运营控制系统来看,特斯拉追求精准,与国产解决方案不同为了追求精度,特斯拉使用一维扭矩传感器进行旋转线性度,而国内一些厂商则采用电流环路方式,不使用力传感器。

触觉方案未定义:特斯拉 Gen-2 仅宣布在手指上使用 10 个新的触觉传感器,但没有透露更多细节; 宇树明确表示,手指将开发和使用基于视觉解决方案的触觉传感器。

扭矩传感器和触觉传感器未来市场潜力巨大

市场空间方面,如果2030年全球人形机器人量产116万台,考虑到特斯拉65%的市场份额,考虑到降价,预计六维扭矩传感器市场空间为230亿,一维扭矩市场空间为140亿,触觉传感器为100亿。

六维扭矩传感器,势垒高,空间大,国产替代加速:

主流技术是电阻应变片,其综合性能最好,精度高,技术成熟,测量范围广,其中硅应变片是未来的工业方向,其优势在于灵敏度高(高50-100倍)、机械滞后小、体积小、功耗少(温度稳定性有待提高)。 目前,柳威空间狭小,22年国内销量不足5k台,生产壁垒高,包括结构解耦设计、依靠熟练技术人员的修补、自主研发的六维接头加载设备进行标定和测试。

在图案方面,海外老牌厂家很多,大多历史悠久,产品精度高,但价格昂贵,一般为4-5w; 国内企业规模较小,龙翼是玉力科技,估计占有50%的份额,其余厂家坤威科技、鑫景成、海普森、蓝点触控等均已推出产品,而东华检测、重庆鲁班机器人研究院、浩志机电、爱力智能等,也已初步具备六维扭矩传感器的生产能力, 并且一些产品已经开始送样品进行检测。

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