隨著工廠自動化，計算機集成的制造系統(tǒng)技術(shù)逐步發(fā)展和自動化立體倉庫的廣泛使用，AGV作為物流管理系統(tǒng)一個重要部分，其自身的范圍和技術(shù)水平都得到了迅猛的發(fā)展。但是往往越來越多的人了解它，覺得需要它，但是不怎么了解它，然后擔(dān)心AGV的種種問題。在這里我給大家簡單介紹下AGV導(dǎo)航方式，讓那些覺得有需要的公司有一個簡單的了解。

圖1 AGV導(dǎo)航技術(shù)總覽圖

　　激光導(dǎo)航

　　激光導(dǎo)航是在AGV行駛路徑的周圍安裝激光反射板，AGV通過發(fā)射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和方向，并通過連續(xù)的三角幾何運算來實現(xiàn)AGV的導(dǎo)航。

圖2 激光導(dǎo)航

　　激光導(dǎo)航技術(shù)優(yōu)點：

　　AGV定位精確。

　　地面無需其他定位設(shè)施

　　行駛路徑可靈活多變，能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境，它是目前國內(nèi)外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進導(dǎo)航方式。

　　技術(shù)高大上。

　　激光導(dǎo)航技術(shù)缺點：

　　成本高，對環(huán)境要求較相對苛刻（外界光線，地面要求，能見度要求等）。

　　激光導(dǎo)航設(shè)備價格高。

　　激光導(dǎo)航設(shè)備適用于無遮擋環(huán)境。

　　反光板成本高。

　　目前激光導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外AGV廠商的主流方案，由于其定位精度高、線路變更靈活、導(dǎo)航技術(shù)成熟等等因素導(dǎo)致激光導(dǎo)航已經(jīng)普及。

　　磁條導(dǎo)航

　　磁條導(dǎo)航被認為是一項非常成熟的技術(shù)，主要通過測量路徑上的磁場信號來獲取車輛自身相對于目標跟蹤路徑之間的位置偏差，從而實現(xiàn)車輛的控制及導(dǎo)航。磁條導(dǎo)航具有很高的測量精度及良好的重復(fù)性，磁導(dǎo)航不易受光線變化等的影響，在運行過程中，磁傳感系統(tǒng)具有很高的可靠性和魯棒性。磁條一旦鋪設(shè)好后，維護費用非常低，使用壽命長，且增設(shè)、變更路徑較容易。

圖3 磁條導(dǎo)航

　　磁條導(dǎo)航的優(yōu)點：

　　現(xiàn)場施工簡單。

　　成本低、技術(shù)成熟可靠。

　　對于聲光無干擾性。

　　AGV運行線路明顯性。

　　線路二次變更容易、變更成本低、變更周期短。

　　對施工人員技術(shù)要求低

　　磁條導(dǎo)航的缺點：

　　磁條易破損

　　由于地面鋪設(shè)磁條，整體美觀性下降。

　　磁條不能連貫性，由于AGV轉(zhuǎn)彎會碾壓磁條，部分磁條會截斷不鋪設(shè)。

　　磁條會吸引金屬物質(zhì)，導(dǎo)致AGV設(shè)備故障等等。

　　需要其他傳感器實現(xiàn)定位站點功能。

　　磁釘導(dǎo)航

　　該導(dǎo)航方式依然是通過磁導(dǎo)航傳感器檢測磁釘?shù)拇判盘杹韺ふ倚羞M路徑，只是將原來采用磁條導(dǎo)航時對磁條進行連續(xù)感應(yīng)變成間歇性感應(yīng)，因此磁釘之間的距離不能夠過大，且兩磁釘間AGV處于一種距離計量的狀態(tài)，在該狀態(tài)下需要編碼器計量所行走的距離。其次，磁釘導(dǎo)航所用控制模塊與磁條導(dǎo)航控制模塊相同。

圖4 磁釘導(dǎo)航

　　磁釘導(dǎo)航的優(yōu)點：

　　成本低、技術(shù)成熟可靠。

　　導(dǎo)航的隱秘性好、美觀性強，也就是說磁釘預(yù)埋打孔填埋在地面下，整個工廠地面以上沒有其他導(dǎo)航輔助設(shè)備。

　　磁釘抗干擾強，抗磨損性強，抗酸堿、油污等影響。

　　使用用戶外、室內(nèi)、下雨等等

　　磁釘導(dǎo)航的缺點：

　　AGV導(dǎo)航地面需滿足技術(shù)要求，即AGV導(dǎo)航路線內(nèi)不能有其他磁性物質(zhì)存在；AGV導(dǎo)航線路不能有消磁、抗磁物質(zhì)，影響AGV磁釘磁性。

　　AGV磁釘導(dǎo)航線路一次鋪設(shè)，后續(xù)修改線路必須執(zhí)行二次作業(yè)，對比激光導(dǎo)航技術(shù)，磁釘導(dǎo)航對于后期修改線路增加成本和施工時間。

　　AGV磁釘導(dǎo)航施工會對地面進行一定的破壞功能，即在地面開孔，然后回填，對施工技術(shù)要求嚴格，才能恢復(fù)原地面美觀要求。

　　電磁導(dǎo)航

　　電磁導(dǎo)航是較為傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式之一，目前仍被采用，它是在AGV的行駛 路徑上埋設(shè)金屬線，并在金屬線加載導(dǎo)引頻率，通過對導(dǎo)引頻率的識別來實現(xiàn)AGV的導(dǎo)航功能。

圖5 電磁導(dǎo)航

　　該導(dǎo)航技術(shù)類似于磁條導(dǎo)航，由于該導(dǎo)航技術(shù)美性不足、路徑變更困難等缺點，該技術(shù)方案逐漸被AGV廠商放棄，但是特定地場合也比較適合該導(dǎo)航技術(shù)，具體根據(jù)AGV工作環(huán)境要求。比如高溫環(huán)境下、線路平直性要求嚴格等要求。

　　電磁導(dǎo)航的優(yōu)點：

　　成本低、技術(shù)成熟可靠。

　　導(dǎo)航的隱秘性好、美觀性強，也就是說磁釘預(yù)埋打孔填埋在地面下，整個工廠地面以上沒有其他導(dǎo)航輔助設(shè)備。

　　磁釘抗干擾強，抗磨損性強，抗酸堿、油污等影響。

　　使用用戶外、室內(nèi)等等

　　電磁導(dǎo)航的缺點：

　　需要額外設(shè)備產(chǎn)生電磁信號。

　　需要其他傳感器實現(xiàn)站點定位功能。

　　AGV電磁導(dǎo)航線路一次鋪設(shè)，后續(xù)修改線路必須執(zhí)行二次作業(yè)，對比激光導(dǎo)航技術(shù)，電磁導(dǎo)航對于后期修改線路增加成本和施工時間。

　　AGV磁釘導(dǎo)航施工會對地面進行一定的破壞功能，即在地面開槽，然后回填，對施工技術(shù)要求嚴格，才能恢復(fù)原地面美觀要求。

　　導(dǎo)航技術(shù)不高大上。

　　測距導(dǎo)航

　　該導(dǎo)航技術(shù)主要應(yīng)用于激光二位掃描儀對其周圍環(huán)境進行掃描測量，獲取測量數(shù)據(jù)然后結(jié)合導(dǎo)航算法實現(xiàn)AGV導(dǎo)航。

圖6 測距導(dǎo)航

　　該導(dǎo)航傳感器通常使用具有安全功能的安全激光掃描儀實現(xiàn)，由于采用安全激光掃描儀可以實現(xiàn)安全功能的同時也能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航測量功能。

安全激光掃描儀

　　采用測距導(dǎo)航技術(shù)的AGV可以實現(xiàn)進入集裝箱內(nèi)部進行自動取貨送貨功能。

　　輪廓導(dǎo)航

　　輪廓導(dǎo)航是目前AGV最為先進的導(dǎo)航技術(shù)，該技術(shù)利用二維激光掃描儀對現(xiàn)場環(huán)境進行測量、學(xué)習(xí)，并繪制導(dǎo)航環(huán)境，然后進行多少測量學(xué)習(xí)，修正地圖進而實現(xiàn)輪廓導(dǎo)航功能。

輪廓導(dǎo)航

　　利用自然環(huán)境（墻壁、柱子以及其它固定物體）進行自由測距導(dǎo)航根據(jù)環(huán)境測量結(jié)果更新位置。

輪廓導(dǎo)航原理

　　輪廓導(dǎo)航轉(zhuǎn)彎實現(xiàn)原理

　　輪廓導(dǎo)航環(huán)境測量實現(xiàn)

　　目前輪廓導(dǎo)航傳感器類型：

　　采用具有測量功能的安全激光掃描儀。

　　采用具有測量功能的激光掃描儀

　　輪廓導(dǎo)航傳感器安裝分類：

　　獲得足夠大的視野是輪廓導(dǎo)航的必要條件：

　　將單個傳感器安裝在高處，以獲得270度視角。

　　安裝兩個傳感器，以獲得超過270度的視角。確保水平對齊。

輪廓導(dǎo)航安裝方式

　　貨物應(yīng)設(shè)置在適當(dāng)范圍內(nèi)（比如最大距離 30 米，在可行性評估時，采用使用 20 米） 以及在兩邊與前面，以實現(xiàn)完整的位置更新 ，這點很重要。

輪廓導(dǎo)航AGV路徑設(shè)置

　　環(huán)境動態(tài)變化

　　預(yù)知傳感器視角會因員工、車輛、門與設(shè)備移動而臨時移動，這在一定程度上是可以接受的。設(shè)備、車輛、托盤與其它固體要在車輛行駛時保持靜止，這面臨的挑戰(zhàn)更大。

　　至少 50% 的傳感器讀數(shù)來自實測圖中的物體。

輪廓導(dǎo)航環(huán)境動態(tài)評估

　　輪廓導(dǎo)航優(yōu)點：

　　不需要反射器或其它人工地標

　　降低安裝成本

　　減少維護工作

　　激光導(dǎo)航替代方案

　　混合導(dǎo)航

　　混合導(dǎo)航是多種導(dǎo)航的集合體，該導(dǎo)航方式是根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的變化應(yīng)運而生的。由于現(xiàn)場環(huán)境的變化導(dǎo)致某種導(dǎo)航暫時無法滿足要求，進而切換到另一種導(dǎo)航方式繼續(xù)滿足AGV連續(xù)運行。

混合導(dǎo)航技術(shù)

　　補充一下

　　光學(xué)導(dǎo)航

　　光學(xué)導(dǎo)航其實利用工業(yè)攝像機識別。該導(dǎo)航分為色帶跟蹤導(dǎo)航、二維碼識別等等功能。接下來，我會重新寫一篇文章詳細介紹一下光學(xué)導(dǎo)航的原理。

光學(xué)導(dǎo)航-色帶導(dǎo)航

亞馬遜KIVA機器人

　　目前，亞馬遜的倉儲機器人AGV就是利用光學(xué)導(dǎo)航實現(xiàn)的（上圖中地面貼有二維碼，KIVA機器人通過識別二維碼來實現(xiàn)定位及輔助動作）。由于亞馬遜KIVA機器人僅僅服務(wù)于亞馬遜，目前第九代KAVI已經(jīng)服務(wù)于亞馬遜倉庫，由于國內(nèi)電商也存在相同的需求，因此國內(nèi)很多倉儲機器人AGV就是按照亞馬遜的KIVA的工藝流程設(shè)計的。

　　比如國內(nèi)的新松公司的也有自主研發(fā)的倉儲機器人，從外觀的美觀程度與功能上基本與亞馬遜KIVA一個水平。

　　本文主要目的是讓大家初步了解AGV導(dǎo)航技術(shù)，在生活中很多人不了解AGV什么、AGV干什么、AGV如何行駛的、AGV導(dǎo)航有哪些？

　　本人從事AGV工作，本著讓大家了解AGV、關(guān)注AGV、同時普及一下AGV相關(guān)知識。

　　文中有不足之處，希望大家能夠諒解。