歡迎大家觀看本期智能制造欄目！AGV小車作為智能工廠中值得信賴的運(yùn)輸者，承載著聯(lián)通產(chǎn)線中物流運(yùn)轉(zhuǎn)線路的重要職責(zé)。本期欄目為大家講解AGV導(dǎo)航技術(shù)的一些知識(shí)，不要錯(cuò)過哦！

作為AGV的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展引起業(yè)界的高度重視，大家也都在積極AGV導(dǎo)航技術(shù)推動(dòng)AGV導(dǎo)航技術(shù)的創(chuàng)新，以適應(yīng)不斷變化發(fā)展的市場(chǎng)需要。

AGV導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)

定位

定位是確定移動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)行環(huán)境中相對(duì)于全局坐標(biāo)的位置及航向，是AGV導(dǎo)航的最基本環(huán)節(jié)。目前AGV定位方法分為:

（1）衛(wèi)星定位。它是一種以空間衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS定位系統(tǒng)用于AGV定位時(shí)存在近距離定位精度低等問題。

（2）慣性定位。通過對(duì)固聯(lián)在載體上的三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀進(jìn)行積分，獲得載體實(shí)時(shí)、連續(xù)的位置、速度、姿態(tài)等信息。

（3）電子地圖匹配定位。利用圖像處理技術(shù)，將實(shí)時(shí)獲取的環(huán)境圖像與基準(zhǔn)圖進(jìn)行匹配，從而確定載體當(dāng)前的位置，匹配的特征可以為設(shè)定的路標(biāo)、特定的景象或是道路曲率。

環(huán)境感知與建模

AGV通過環(huán)境感知確定前進(jìn)方向中的可達(dá)區(qū)域和不可達(dá)區(qū)域，確定在環(huán)境中的相對(duì)位置，以及對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)判，從而為局部路徑規(guī)劃提供依據(jù)。

目前，多傳感器信息融合技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于AGV導(dǎo)航系統(tǒng)中，其所起的作用關(guān)系著機(jī)器人的智能化水平。這種技術(shù)可以有效地對(duì)多傳感器收集到的信息進(jìn)行處理和融合，提高AGV自身對(duì)于不確定信息的抵抗能力，有助于AGV更為直觀地判斷出周圍的環(huán)境。

路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃是導(dǎo)航的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。AGV根據(jù)環(huán)境的變化，對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行收集和分析，按照某一性能進(jìn)行搜索，進(jìn)而找出從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)無碰撞路徑或次優(yōu)無碰撞路徑，使外界對(duì)機(jī)器人的影響降到最小。

02

主流導(dǎo)航方式及特點(diǎn)

AGV從出現(xiàn)至今，已經(jīng)衍生出了多種導(dǎo)航方式，每種導(dǎo)航方式均有自己的獨(dú)特之處和用武之地。目前AGV主流的導(dǎo)航方式有以下幾種：

磁條導(dǎo)航

磁條導(dǎo)航是AGV不間斷地感應(yīng)磁條產(chǎn)生的磁信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，通過讀取預(yù)先埋設(shè)的RFID卡來完成指定任務(wù)。磁條導(dǎo)航現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)于聲光無干擾性，AGV運(yùn)行線路明顯，線路二次變更容易、變更周期短，對(duì)施工人員技術(shù)要求低。但此導(dǎo)航方式靈活性差，AGV更改路徑需重新鋪設(shè)磁條。

電磁導(dǎo)航

電磁導(dǎo)航是較為傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式之一，目前仍被許多系統(tǒng)采用。它是在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬線，并加載導(dǎo)引頻率，通過對(duì)導(dǎo)引頻率的識(shí)別來實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。其主要優(yōu)點(diǎn)是引線隱蔽，不易污染和破損，導(dǎo)航原理簡(jiǎn)單而可靠，便于控制和通訊，對(duì)聲光無干擾，制造成本較低。缺點(diǎn)是路徑難以更改擴(kuò)展，對(duì)復(fù)雜路徑的局限性較大。

光學(xué)導(dǎo)航

光學(xué)導(dǎo)航通過對(duì)攝像機(jī)采入的行駛路徑上色帶圖像信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引。該導(dǎo)航方式分為色帶跟蹤導(dǎo)航、二維碼識(shí)別等功能。目前，亞馬遜應(yīng)用的KIVA機(jī)器人就是利用光學(xué)導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)的。光學(xué)導(dǎo)航靈活性比較好，路線設(shè)置簡(jiǎn)單易行，但對(duì)色帶的污染和機(jī)械磨損十分敏感，對(duì)環(huán)境要求過高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。

激光導(dǎo)航

激光導(dǎo)航是在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過激光掃描器發(fā)射激光束，同時(shí)采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和航向，并通過連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。激光導(dǎo)航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(chǎng)環(huán)境。缺點(diǎn)是制造成本高，對(duì)環(huán)境要求比較苛刻，不適合室外應(yīng)用。

視覺導(dǎo)航

視覺導(dǎo)航是在AGV上安裝CCD攝像機(jī)，AGV在行駛過程中通過視覺傳感器采集圖像信息，并通過對(duì)圖像信息的處理確定AGV的當(dāng)前位置。視覺導(dǎo)航方式具有路線設(shè)置靈活、適用范圍廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于利用車載視覺系統(tǒng)快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)路標(biāo)識(shí)別這一技術(shù)瓶頸尚未得到突破，因此，目前該方法尚未進(jìn)入實(shí)用階段。

03

AGV導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

近年來， 隨著AGV應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用的復(fù)雜程度越來越高，對(duì)其導(dǎo)航及相關(guān)技術(shù)也提出了許多新的要求。未來，AGV導(dǎo)航技術(shù)將呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：

無標(biāo)記自然導(dǎo)航將被更多采用

越來越多的AGV將采用無標(biāo)記自然導(dǎo)航技術(shù)以適應(yīng)復(fù)雜、開放的動(dòng)態(tài)環(huán)境。如自然輪廓導(dǎo)航，打破了傳統(tǒng)固定式導(dǎo)航方式，無需鋪設(shè)磁條、反射板等固定標(biāo)記物，同時(shí)具有自主避障能力，具有更高的柔性和極強(qiáng)的適應(yīng)性。

視覺導(dǎo)航仍是重要發(fā)展方向

目前來看，視覺導(dǎo)航技術(shù)已取得了很多研究成果，但由于現(xiàn)有計(jì)算設(shè)備的運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量的限制，其中的圖像處理速度慢始終沒有得到很好的解決。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及快速圖像處理關(guān)鍵技術(shù)的突破，視覺導(dǎo)航技術(shù)將成為具有廣闊前景的AGV導(dǎo)航技術(shù)。

新型傳感器技術(shù)的研發(fā)

在一些特殊的環(huán)境中，非視覺傳感器的探測(cè)范圍和精度與視覺導(dǎo)航系統(tǒng)相比不是很理想，對(duì)于一些高精度的導(dǎo)航任務(wù)還不能勝任。因此，針對(duì)AGV導(dǎo)航的新型傳感器的研發(fā)和信息融合是業(yè)界今后研究的一個(gè)重要課題。

長(zhǎng)園運(yùn)泰利在智能工廠自動(dòng)化物流系統(tǒng)上持續(xù)投入，目前擁有200KG、1.5T、6T等多種AGV解決方案與相應(yīng)自研調(diào)度系統(tǒng)，可選包括磁軌、色帶、二維碼、激光等多種導(dǎo)航方式，停車精度高，現(xiàn)已在多個(gè)行業(yè)內(nèi)具有客戶應(yīng)用實(shí)例。