隨著工廠自動化，計算機集成的制造系統技術逐步發展和自動化立體倉庫的廣泛使用，AGV作為物流管理系統一個重要部分，其自身的范圍和技術水平都得到了迅猛的發展。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，然后擔心AGV的種種問題。在這里我給大家簡單介紹下AGV導航方式，讓那些覺得有需要的公司有一個簡單的了解。

圖1 AGV導航技術總覽圖

　　激光導航

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

圖2 激光導航

　　激光導航技術優點：

　　AGV定位精確。

　　地面無需其他定位設施

　　行駛路徑可靈活多變，能夠適合多種現場環境，它是目前國內外許多AGV生產廠家優先采用的先進導航方式。

　　技術高大上。

　　激光導航技術缺點：

　　成本高，對環境要求較相對苛刻（外界光線，地面要求，能見度要求等）。

　　激光導航設備價格高。

　　激光導航設備適用于無遮擋環境。

　　反光板成本高。

　　目前激光導航技術已經成為國內外AGV廠商的主流方案，由于其定位精度高、線路變更靈活、導航技術成熟等等因素導致激光導航已經普及。

　　磁條導航

　　磁條導航被認為是一項非常成熟的技術，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，從而實現車輛的控制及導航。磁條導航具有很高的測量精度及良好的重復性，磁導航不易受光線變化等的影響，在運行過程中，磁傳感系統具有很高的可靠性和魯棒性。磁條一旦鋪設好后，維護費用非常低，使用壽命長，且增設、變更路徑較容易。

圖3 磁條導航

　　磁條導航的優點：

　　現場施工簡單。

　　成本低、技術成熟可靠。

　　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。

　　對施工人員技術要求低

　　磁條導航的缺點：

　　磁條易破損

　　由于地面鋪設磁條，整體美觀性下降。

　　磁條不能連貫性，由于AGV轉彎會碾壓磁條，部分磁條會截斷不鋪設。

　　磁條會吸引金屬物質，導致AGV設備故障等等。

　　需要其他傳感器實現定位站點功能。

　　磁釘導航

　　該導航方式依然是通過磁導航傳感器檢測磁釘的磁信號來尋找行進路徑，只是將原來采用磁條導航時對磁條進行連續感應變成間歇性感應，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，在該狀態下需要編碼器計量所行走的距離。其次，磁釘導航所用控制模塊與磁條導航控制模塊相同。

圖4 磁釘導航

　　磁釘導航的優點：

　　成本低、技術成熟可靠。

　　導航的隱秘性好、美觀性強，也就是說磁釘預埋打孔填埋在地面下，整個工廠地面以上沒有其他導航輔助設備。

　　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、下雨等等

　　磁釘導航的缺點：

　　AGV導航地面需滿足技術要求，即AGV導航路線內不能有其他磁性物質存在；AGV導航線路不能有消磁、抗磁物質，影響AGV磁釘磁性。

　　AGV磁釘導航線路一次鋪設，后續修改線路必須執行二次作業，對比激光導航技術，磁釘導航對于后期修改線路增加成本和施工時間。

　　AGV磁釘導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，對施工技術要求嚴格，才能恢復原地面美觀要求。

　　電磁導航

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

圖5 電磁導航

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

　　電磁導航的優點：

　　成本低、技術成熟可靠。

　　導航的隱秘性好、美觀性強，也就是說磁釘預埋打孔填埋在地面下，整個工廠地面以上沒有其他導航輔助設備。

　　磁釘抗干擾強，抗磨損性強，抗酸堿、油污等影響。

　　使用用戶外、室內等等

　　電磁導航的缺點：

　　需要額外設備產生電磁信號。

　　需要其他傳感器實現站點定位功能。

　　AGV電磁導航線路一次鋪設，后續修改線路必須執行二次作業，對比激光導航技術，電磁導航對于后期修改線路增加成本和施工時間。

　　AGV磁釘導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，對施工技術要求嚴格，才能恢復原地面美觀要求。

　　導航技術不高大上。

　　測距導航

　　該導航技術主要應用于激光二位掃描儀對其周圍環境進行掃描測量，獲取測量數據然后結合導航算法實現AGV導航。

圖6 測距導航

　　該導航傳感器通常使用具有安全功能的安全激光掃描儀實現，由于采用安全激光掃描儀可以實現安全功能的同時也能夠實現導航測量功能。

安全激光掃描儀

　　采用測距導航技術的AGV可以實現進入集裝箱內部進行自動取貨送貨功能。

　　輪廓導航

　　輪廓導航是目前AGV最為先進的導航技術，該技術利用二維激光掃描儀對現場環境進行測量、學習，并繪制導航環境，然后進行多少測量學習，修正地圖進而實現輪廓導航功能。

輪廓導航

　　利用自然環境（墻壁、柱子以及其它固定物體）進行自由測距導航根據環境測量結果更新位置。

輪廓導航原理

　　輪廓導航轉彎實現原理

　　輪廓導航環境測量實現

　　目前輪廓導航傳感器類型：

　　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

　　輪廓導航傳感器安裝分類：

　　獲得足夠大的視野是輪廓導航的必要條件：

　　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。

輪廓導航安裝方式

　　貨物應設置在適當范圍內（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，以實現完整的位置更新 ，這點很重要。

輪廓導航AGV路徑設置

　　環境動態變化

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

　　至少 50% 的傳感器讀數來自實測圖中的物體。

輪廓導航環境動態評估

　　輪廓導航優點：

　　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

　　激光導航替代方案

　　混合導航

　　混合導航是多種導航的集合體，該導航方式是根據現場環境的變化應運而生的。由于現場環境的變化導致某種導航暫時無法滿足要求，進而切換到另一種導航方式繼續滿足AGV連續運行。

混合導航技術

　　補充一下

　　光學導航

　　光學導航其實利用工業攝像機識別。該導航分為色帶跟蹤導航、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導航的原理。

光學導航-色帶導航

亞馬遜KIVA機器人

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

　　比如國內的新松公司的也有自主研發的倉儲機器人，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導航技術，在生活中很多人不了解AGV什么、AGV干什么、AGV如何行駛的、AGV導航有哪些？

　　本人從事AGV工作，本著讓大家了解AGV、關注AGV、同時普及一下AGV相關知識。

　　文中有不足之處，希望大家能夠諒解。