一、自動導向車簡介

　　自動導向車(AGV) 是采用自動或人工方式裝載貨物，按設定的路線自動行駛或牽引著載貨臺車至指定地點，再用自動或人工方式裝卸貨物的工業車輛。按日本JISD6801的定義：AGV是以電池為動力源的一種自動操縱行駛的工業車輛。自動導向車只有按物料搬運作業自動化、柔性化和準時化的要求，與自動導向系統、自動裝卸系統、通訊系統、安全系統和管理系統等構成自動導向車系統(AGVS)才能真正發揮作用。

　　計算機硬件技術、并行與分布式處理技術、自動控制技術、傳感器技術以及軟件開發環境的不斷發展，為AGV的研究與應用提供了必要的技術基礎。人工智能技術如理解與搜索、任務與路徑規劃、模糊與神經網絡控制技術的發展，使AGV向著智能化和自主化方向發展。AGV的研究與開發集人工智能、信息處理、圖像處理為一體，涉及計算機、自動控制、信息通訊、機械設計和電子技術等多個學科，成為物流自動化研究的熱點之一。

　　盡管對AGV的研究已有多年的歷史，但仍有多項關鍵技術還有待提高和突破，以進一步提高AGV的性能，降低制造成本和減少使用費用。

　　二、自動導向車(AGV)的發展歷史

　　1953年，第一輛AGV

　　AGV扮演物料運輸的角色已經50多年了。第一輛AGV誕生于1953年，它是由一輛牽引式拖拉機改造而成的，帶有車兜，在一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導線運輸貨物。到上世紀五十年代末到六十年代初期時，已有多種類型的牽引式AGV用于工廠和倉庫。

　　1973年，沃爾沃裝配廠

　　1973年，位于瑞典卡爾馬市的沃爾沃裝配廠著手發展異步設備裝配線，來替代傳統的傳送帶式裝配線。至此，由計算機控制的裝配型AGV數量達到了280輛。

　　20世紀70年代，首輛負載AGV

　　20世紀70年代中期，由于負載AGV的引入，AGV產業得到了第一次較大的發展。由于這些負載AGV能夠為物料處理領域提供多功能的服務而被廣泛接受，例如工廠里的工作站臺，傳送設備，以及控制系統和信息系統之間的連接等。目前，已經有許多廠家制造的幾百個負載AGV系統運轉著。這些 AGV系統在倉庫、工廠、作坊、醫院以及其它工商業領域中得到了廣泛的運用。

　　智能地面和dumb小車

　　20世紀70年代，基本的導引技術是靠感應埋在地下的導線產生的電磁頻率。通過一個叫做“地面控制器”的設備打開或關閉導線中的頻率，從而指引AGV沿著預定的路徑行駛。由于AGV只是沿著地面上的信號行駛，所以被稱為“dumb”，而AGV行駛的路徑是由智能的地面控制器決定的，因此，這一時期的系統被稱為“智能地面”和“dumb小車”。

　　AGV上的傳感器將根據信號的強度，選擇某一頻率的電磁信號為AGV提供導引。這項技術必須在地面埋設多條導線來處理交叉點或其它操作點。系統將給導線施加一定的電壓，使AGV按照預定的路徑行駛。例如，在一個交叉點必須設置3條獨立的導線。

　　這些第一代的導航電路在安裝上的花費是昂貴的。因為在AGV所行駛的路徑上都需要在地面上開槽，而且在彎道處，開槽的軌跡必須符合AGV的轉彎半徑。很多系統都需要埋設4條導線——3條用于導航，1條用于通信。另外，導線中的導航信號經常會受到周圍的鋼筋或電子信號的干擾。

　　死估算能力

　　隨著電子技術和微處理器技術的不斷發展，AGV的應用也越發廣泛。AGV變得更加智能化，而路徑卻沒有以前那么復雜了。其中，死估算的發展是最主要的突破之一。死估算這一術語描述的是AGV自主在地面行駛的能力。死估算的最大優點是在交叉點不需要沿著AGV的轉彎半徑開槽，AGV可以離開導線，按照程序中設定的半徑轉彎，然后再繼續沿著導線行走。這樣，雖然在地面上仍然需要埋設多條導線，但是導線的安裝卻非常簡單了。

　　20世紀80年代，無線式導引

　　20世紀80年代末期，無線式導引技術引入到AGV系統中，例如利用激光和慣性進行導引，這樣提高了AGV系統的靈活性和準確性，而且，當需要修改路徑時，也不必改動地面或中斷生產。這些導引方式的引入，使得導引方式更加多樣化了。

　　計算機的功能

　　隨著電子產品和計算機軟件等高科技產品的快速發展，降低了微電腦和微電子器件的成本，毫無疑問，這對AGV的發展起到了極大的推動作用。AGV系統中的計算機用于存儲指令、做出判斷以及執行程序等。實際上，幾乎所有目前由人工控制的物料處理過程，都可以由AGV來完成。AGV能夠合理安排生產時序，保存產品清單，管理系統明細，以及控制多種類型的機械系統的所有操作。應用與控制

AGV的應用從最初的傳統式定向配送，迅猛地發展到擁有機器人接口的、由復雜的計算機控制的汽車裝配線領域。AGV能夠成為一個獨立的系統，也可以集成到其它系統中，或者成為各個相對獨立的自動化生產區之間的紐帶。最初的AGV只用于在水平方向上搬運放在托盤上的物料，而目前對于AGV的設計和應用已經像工業機器人一樣多種多樣了。

　　AGV的制造

　　市場對AGV需求量可以由AGV生產廠家的增長數量來衡量。上世紀70年代末起，美國只有不到6家AGV生產廠家，AGV的型號也不過3種。隨著對產品標準化設計的日益重視，到了1990年，全世界的AGV生產廠家達到40多個，車型也超過了15種。隨著科技的發展，將推動未來AGV的革新。而AGV使用數量的日益增長，反過來又促進了在AGV研發上加大投資力度。

　　三、自動導向車的發展與應用

　　1953年，美國Barrett Electric公司制造了世界上第1臺采用埋線電磁感應方式跟蹤路徑的自動導向車，也被稱作“無人駕駛牽引車”。20世紀60年代和70年代初，AGV仍采用這種導向方式。但是，20世紀70年代中期，具有載貨功能的AGV在歐洲得到了應用并被引入到美國。這些自動導向車主要用于自動化倉貯系統和柔性裝配系統的物料運輸。在20世紀70年代和80年代初，AGV的應用領域擴大而且工作條件也變得多樣化，因此，新的導向方式和技術得到了更廣泛的研究與開發[6]。

　　在最近的10—15年里，各種新型AGV被廣泛地應用于各個領域。單元式AGV主要用于短距離的物料運輸并與自動化程度較高的加工設備組成柔性生產線。例如，自動導向叉車用于倉貯貨物的自動裝卸和搬運；小型載貨式AGV用于辦公室信件的自動分發和電子行業的裝配平臺。除此以外，AGV還用于搬運體積和重量都很大的物品，尤其是在汽車制造過程中用多個載貨平臺式AGV組成移動式輸送線，構成整車柔性裝配生產線。最近，小型AGV應用更為廣泛，而且以長距離不復雜的路徑規劃為主。AGV從僅由大公司應用，正向小公司單臺應用轉變，而且其效率和效益更好[7]。表1是1993～1997年AGV在國外各個行業的銷售情況。

　　表1AGV在國外各個行業的銷售情況(%)

　　20世紀80年代中期，57％的AGV用于汽車制造業，而在西德則高達64％。從表1可以看出，汽車制造業仍然是AGV的主要應用領域。另外，根據對國外公司物料搬運系統裝備類型的統計，采用自動導向車、有軌搬運車、起重機、輥子輸送機、懸掛運輸機的分別占41％、29％、9％、10％和11％。

　　AGV在我國的研究及應用起步較晚。20世紀70年代后期，北京起重運輸機械研究所研制了三輪式AGV。80年代后期，北京機械工業自動化研究所為二汽研制了應用在立體化倉庫中的AGV，沈陽自動化研究所為金杯汽車公司研制了汽車發動機裝配用的AGV。90年代，清華大學國家CIMS工程中心將從國外引進的AGV成功地應用于EIMS的實驗研究；清華大學計算機技術應用系研制了用于郵政中心的AGV；昆明航舶設備研究所研制了激光導向式AGV以及吉林工業大學智能車輛課題組為汽車裝配線研制了視覺導向AGV等。

　　目前國產AGV在國內的應用主要在汽車裝配線行業，歐美AGV在國內主要應用在卷_煙行業。國內AGV技術激光導航器等關鍵部件還是需要進口。