移動機器人為什么需要專用控制器

工業機器人具有工作效率高、穩定可靠、重復精度好、能在高危環境下作業等優勢，在傳統制造業，特別是勞動密集型產業的轉型升級中可發揮重要作用。目前，國際工業機器人領域四大家族分別是ABB、KUKA、FANUC和安川電機。一般來說，工業機器人由3大部分6個子系統組成。但縱觀工業機器人領域，他們產品中均未見到有服務于其控制部分（系統）的專用設備，然而在與機械臂相類似的移動機器人賽道，尤其是工業應用移動機器人中，卻獨辟蹊徑，發展出了單獨的專用控制器產品。

究其原因，其一，移動機器人相比工業機械臂的各種要求都偏低，包括制造門檻、精度、廠家的整合能力等。進入門檻低造成大量不同標準的移動機器人涌入市場，使得移動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，移動機器人控制器對下游集成商的能力要求和工業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化工站（如焊接、打磨、噴涂等），也可以通過移動機器人控制器設計底盤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，因此移動機器人控制器的客戶并不是移動機器人本體廠家，而是大量的工業自動化的集成商。

其三，終端工廠的場景具有分散且非標的特性，行業不同、終端客戶需求不同、終端工廠環境不同等都佐證了場景的復雜，移動機器人在不同的場景下需要由集成商進行場景化的應用，而直接購買控制器造車成為了集成商快速打造自主品牌的最短路徑。

基于以上三點不難發現，移動機器人控制器和機械臂本體的發展模式和使用邏輯更為一致，即：

移動機器人：控制器→集成商→造車實施（加裝載具）

機 械  臂：本  體→集成商→集成實施（加裝夾具）

因此，在移動機器人領域中衍生出控制器的分層則成為了必然，同時控制器廠家也為廣大的集成商提供了更多差異化的選擇和價值。目前大多數移動機器人本體廠家更傾向于做標準化而量大的產品，而控制器的出現，使得在非標產品中出現了部分“標準件”，可以讓集成商在標準化產品的基礎上再去做創新；此外，移動機器人控制器極大降低了集成商的學習及實施成本，學會了一套控制器，則可以制造頂升、輥筒、叉式、料箱等多種形態的機器人，這也是多機器人的統一控制及調度的基礎。

移動機器人（AGV/AMR）控制器發展歷程

1972年，科爾摩根AGV發布了第一代ACC系列車輛控制器，標志著控制器行業正式開啟篇章。在此階段，行業更多以單片機、PLC技術形式來解決控制器問題，AGV/AMR專用控制器概念相對較弱，多以控制元器件組合為主。同時存在算法能力弱、價格貴、功能少、開發成本高、穩定性低、體積大等缺點，距離標準品商業化還有不小距離。伴隨行業需求的發展，逐漸開始走向專用控制器階段。

2012年，亞馬遜收購KIVA，二維碼導航的機器人開始規模化應用于電商場景，標志性著控制器開始走向專機時代。此時行業開始更多出現控制器專機，在感知、決策、執行層面已經具備較為完整的處理算法，實際項目和應用場景的經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。同時此階段控制器基本以廠商自用為主，較少以專機標準品形式出現在市場。從行業角度還不具備廣泛易用性，無法滿足日益增長的行業客戶的各類造車需求。

2016年左右，以仙工智能、科聰、科鈦、賓通等為代表的企業，開啟以SLAM導航為主的標準品控制器。正式邁入AMR專用控制器時代，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。以SLAM為核心的導航方式融合視覺等感知技術，使得路徑更靈活、功能更柔性。這對感知、決策、執行算法在功能實現上有了更高要求。

伴隨著移動機器人應用深度及廣度的不斷拓展，為了更好地滿足本體企業業務的需要，一些控制器廠商也在不斷的迭代革新產品，如2021年仙工智能推出的全球首款功能安全認證控制器，進一步滿足了AGV/AMR企業在國際化進程中對于功能安全的需求。

移動機器人控制器市場競爭格局

目前業內有部分AGV/AMR企業會選擇自己開發控制器，如新松、昆船、優艾智合、斯坦德、國自機器人、坤厚等企業都在研發自己的控制模塊。專業做AGV/AMR控制器及相關系統的廠商中，科爾摩根AGV最早將這一技術帶入中國市場，先后與國內眾多AGV/AMR企業達成了合作，提供導航控制一體化解決方案。伴隨著中國AGV/AMR行業的不斷發展，2015年之后，國內也有一些創業公司瞄準這一塊市場開始開發相關產品，并陸續投入使用，仙工智能成為全國首個自主研發激光SLAM自主導航控制器的廠商。

圖：中國市場主要AGV/AMR控制器廠商(排名不分先后）

隨著工業應用移動機器人(AGV/AMR)智能化、柔性化與多樣化的發展趨勢，導航方式會愈加靈活，對算法算力要求會越來越高，因此，行業未來對于專用控制器的需求將會進一步加快！