國(guó)內(nèi)的agv研究起步較晚,但從臺(tái)agv至今也有四十多年的發(fā)展歷史,期間,導(dǎo)航技術(shù)一直是agv最關(guān)鍵的一點(diǎn),導(dǎo)航方式很大程度決定了agv的效率、柔性。隨著復(fù)雜場(chǎng)景的需求爆發(fā),單一的導(dǎo)航方式顯然已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足更復(fù)雜的場(chǎng)景,融合導(dǎo)航成為解決復(fù)雜場(chǎng)景的突破口。
目前,主要的導(dǎo)航方式有
1、電磁導(dǎo)引
電磁導(dǎo)引是比較傳統(tǒng)的導(dǎo)引方式,實(shí)現(xiàn)形式是在自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的行駛路徑上埋設(shè)金屬線(xiàn),并在金屬線(xiàn)上加載低頻、低壓電流,產(chǎn)生磁場(chǎng),通過(guò)車(chē)載電磁傳感器通過(guò)對(duì)導(dǎo)引磁場(chǎng)強(qiáng)弱的識(shí)別和跟蹤實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航,通過(guò)讀取預(yù)先埋設(shè)的rfid卡來(lái)完整任務(wù)。
電磁導(dǎo)引的主要優(yōu)點(diǎn)為金屬線(xiàn)埋在地下,隱蔽性強(qiáng),不易受到破環(huán),導(dǎo)引原理簡(jiǎn)單可靠,對(duì)聲光無(wú)干擾,制造成本低。缺點(diǎn)是金屬線(xiàn)的鋪設(shè)麻煩,且更改和拓展路徑困難,電磁感應(yīng)容易受到金屬等鐵磁物質(zhì)的影響。
電磁導(dǎo)引在路線(xiàn)較為簡(jiǎn)單,需要24小時(shí)連續(xù)作業(yè)的生產(chǎn)制造(如汽車(chē)制造)有比較廣泛的應(yīng)用。
2、磁帶導(dǎo)引
磁帶導(dǎo)引與電磁導(dǎo)引原理較為相近,也是在自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的形式路徑上鋪設(shè)磁帶,通過(guò)車(chē)載電磁傳感器對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引方式。
磁帶導(dǎo)引主要的優(yōu)點(diǎn)為技術(shù)成熟可靠,成本較低,磁帶的鋪設(shè)較為容易,拓展與更改路徑相對(duì)電磁導(dǎo)引較為容易,運(yùn)行線(xiàn)路明顯,對(duì)于聲光無(wú)干擾。缺點(diǎn)為路徑裸露,容易受到機(jī)械損傷和污染,需要人員定期維護(hù),容易受到金屬等鐵磁物質(zhì)的影響,agv一旦執(zhí)行任務(wù)只能沿著固定磁帶運(yùn)動(dòng),無(wú)法更改任務(wù)。
磁條導(dǎo)引適用于地面嵌入型、輕載牽引的狀態(tài)方式,可用于非金屬地面、非消磁的室內(nèi)環(huán)境,能夠穩(wěn)定持久作業(yè)。
3、二維碼導(dǎo)引
二維碼導(dǎo)引,坐標(biāo)的標(biāo)志通過(guò)地面上的二維碼實(shí)現(xiàn)。二維碼導(dǎo)引與磁釘導(dǎo)引較為相似,只是坐標(biāo)標(biāo)志物不同。二維碼導(dǎo)航的原理是自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)通過(guò)攝像頭掃描地面qr二維碼,通過(guò)解析二維碼信息獲取當(dāng)前的位置信息。二維碼導(dǎo)航通常與慣性導(dǎo)航相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
二維碼導(dǎo)航目前在市場(chǎng)上十分火熱,主要原因是亞馬遜高價(jià)收購(gòu)了kiva二維碼導(dǎo)航機(jī)器人,其類(lèi)似棋盤(pán)的工作模式令人印象深刻,國(guó)內(nèi)的電商,智能倉(cāng)庫(kù)紛紛采用二維碼導(dǎo)航機(jī)器人。二維碼導(dǎo)引的移動(dòng)機(jī)器人的單機(jī)成本較低,但是在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)需要鋪設(shè)大量二維碼,且二維碼易磨損,維護(hù)成本較高。
4、激光導(dǎo)航
激光導(dǎo)航一般就指基于反射板定位的激光導(dǎo)航,具體原理是在agv 行駛路徑的周?chē)惭b位置精確的反射板,激光掃描器會(huì)安裝在 agv 車(chē)體上。激光掃描器隨 agv 的行走, 發(fā)出激光束,發(fā)出的激光束被沿 agv 行駛路徑鋪設(shè)的多組反射板直接反射回來(lái),觸發(fā)控制器記錄旋轉(zhuǎn)激光頭遇到反射板時(shí)的角度??刂破鞲鶕?jù)這些角度值與實(shí)際的這組反光板的位置相匹配,計(jì)算出 agv 的坐標(biāo),基于這個(gè)原理就可以實(shí)現(xiàn)非常精確的激光導(dǎo)引。
激光導(dǎo)航的方式使得agv能夠靈活規(guī)劃路徑,定位準(zhǔn)確,行駛路徑靈活多變,施工較為方方便,能夠適應(yīng)各種實(shí)用環(huán)境。由于激光導(dǎo)航的反光板處于較高的物理位置,不易受到破環(huán)。正常工作時(shí)不能遮蔽反光板,否則會(huì)影響其定位情況。激光導(dǎo)航由于成本較高,在目前agv市場(chǎng)上占用率不是很高,但由于其優(yōu)越性,將會(huì)逐漸取代一些傳統(tǒng)的導(dǎo)航導(dǎo)引方式。
5、視覺(jué)導(dǎo)航
通過(guò)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)車(chē)載視覺(jué)傳感器獲取運(yùn)行區(qū)域周的圖像信息來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的方法。硬件上需要下視攝像頭,補(bǔ)光燈和遮光罩等來(lái)支持該種導(dǎo)航方式的實(shí)現(xiàn),可利用豐富的地面紋理信息,并基于相位相關(guān)法計(jì)算兩圖間的位移和旋轉(zhuǎn),再通過(guò)積分來(lái)獲取當(dāng)前位置。
該方式通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中攝像頭拍攝地面紋理進(jìn)行自動(dòng)建圖,再將在運(yùn)行過(guò)程中獲取的地面紋理信息,與自建地圖中的紋理圖像進(jìn)行配準(zhǔn)對(duì)比,以此估計(jì)移動(dòng)機(jī)器人當(dāng)前位姿,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的定位。
視覺(jué)導(dǎo)航agv目前在市場(chǎng)上的應(yīng)用較少,視覺(jué)紋理導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)是硬件成本較低,定位精確。缺點(diǎn)是運(yùn)行的地面需要有紋理信息,當(dāng)運(yùn)行場(chǎng)地面積較大,繪制導(dǎo)航地圖的時(shí)間相比激光導(dǎo)航長(zhǎng)。
單一的導(dǎo)航方式所適應(yīng)的場(chǎng)景有限,多導(dǎo)航融合的方式,能讓agv具備兩種以上的導(dǎo)航特點(diǎn),滿(mǎn)足更多復(fù)雜場(chǎng)景的需求。智能倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展,讓融合導(dǎo)航成為趨勢(shì)。