隨著工廠自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)集成的制造系統(tǒng)技術(shù)逐步發(fā)展和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的廣泛使用，AGV作為物流管理系統(tǒng)一個(gè)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(lái)越多的人了解它，覺(jué)得需要它，但是不怎么了解它，然后擔(dān)心AGV的種種問(wèn)題。在這里我給大家簡(jiǎn)單介紹下AGV導(dǎo)航方式，讓那些覺(jué)得有需要的公司有一個(gè)簡(jiǎn)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?chē)惭b激光反射板，AGV通過(guò)發(fā)射激光束，同時(shí)采集由反射板反射的激光束，來(lái)確定其當(dāng)前的位置和方向，并通過(guò)連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來(lái)實(shí)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(diǎn)：

　　AGV定位精確。

　　地面無(wú)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，它是目前國(guó)內(nèi)外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進(jìn)導(dǎo)航方式。

　　技術(shù)高大上。

　　激光導(dǎo)航技術(shù)缺點(diǎn)：

　　成本高，對(duì)環(huán)境要求較相對(duì)苛刻（外界光線(xiàn)，地面要求，能見(jiàn)度要求等）。

　　激光導(dǎo)航設(shè)備價(jià)格高。

　　激光導(dǎo)航設(shè)備適用于無(wú)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(guó)內(nèi)外AGV廠商的主流方案，由于其定位精度高、線(xiàn)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(rèn)為是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，主要通過(guò)測(cè)量路徑上的磁場(chǎng)信號(hào)來(lái)獲取車(chē)輛自身相對(duì)于目標(biāo)跟蹤路徑之間的位置偏差，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的控制及導(dǎo)航。磁條導(dǎo)航具有很高的測(cè)量精度及良好的重復(fù)性，磁導(dǎo)航不易受光線(xiàn)變化等的影響，在運(yùn)行過(guò)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(hù)費(fèi)用非常低，使用壽命長(zhǎng)，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(diǎn)：

　　現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)單。

　　成本低、技術(shù)成熟可靠。

　　對(duì)于聲光無(wú)干擾性。

　　AGV運(yùn)行線(xiàn)路明顯性。

　　線(xiàn)路二次變更容易、變更成本低、變更周期短。

　　對(duì)施工人員技術(shù)要求低

　　磁條導(dǎo)航的缺點(diǎn)：

　　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(huì)碾壓磁條，部分磁條會(huì)截?cái)嗖讳佋O(shè)。

　　磁條會(huì)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(shí)現(xiàn)定位站點(diǎn)功能。

　　磁釘導(dǎo)航

　　該導(dǎo)航方式依然是通過(guò)磁導(dǎo)航傳感器檢測(cè)磁釘?shù)拇判盘?hào)來(lái)尋找行進(jìn)路徑，只是將原來(lái)采用磁條導(dǎo)航時(shí)對(duì)磁條進(jìn)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(guò)大，且兩磁釘間AGV處于一種距離計(jì)量的狀態(tài)，在該狀態(tài)下需要編碼器計(jì)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(diǎn)：

　　成本低、技術(shù)成熟可靠。

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

　　磁釘抗干擾強(qiáng)，抗磨損性強(qiáng)，抗酸堿、油污等影響。

　　使用用戶(hù)外、室內(nèi)、下雨等等

　　磁釘導(dǎo)航的缺點(diǎn)：

　　AGV導(dǎo)航地面需滿(mǎn)足技術(shù)要求，即AGV導(dǎo)航路線(xiàn)內(nèi)不能有其他磁性物質(zhì)存在；AGV導(dǎo)航線(xiàn)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(xiàn)路一次鋪設(shè)，后續(xù)修改線(xiàn)路必須執(zhí)行二次作業(yè)，對(duì)比激光導(dǎo)航技術(shù)，磁釘導(dǎo)航對(duì)于后期修改線(xiàn)路增加成本和施工時(shí)間。

　　AGV磁釘導(dǎo)航施工會(huì)對(duì)地面進(jìn)行一定的破壞功能，即在地面開(kāi)孔，然后回填，對(duì)施工技術(shù)要求嚴(yán)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(xiàn)，并在金屬線(xiàn)加載導(dǎo)引頻率，通過(guò)對(duì)導(dǎo)引頻率的識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)航功能。

圖5 電磁導(dǎo)航

　　該導(dǎo)航技術(shù)類(lèi)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(diǎn)，該技術(shù)方案逐漸被AGV廠商放棄，但是特定地場(chǎng)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(xiàn)路平直性要求嚴(yán)格等要求。

　　電磁導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)：

　　成本低、技術(shù)成熟可靠。

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

　　磁釘抗干擾強(qiáng)，抗磨損性強(qiáng)，抗酸堿、油污等影響。

　　使用用戶(hù)外、室內(nèi)等等

　　電磁導(dǎo)航的缺點(diǎn)：

　　需要額外設(shè)備產(chǎn)生電磁信號(hào)。

　　需要其他傳感器實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)定位功能。

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

　　AGV磁釘導(dǎo)航施工會(huì)對(duì)地面進(jìn)行一定的破壞功能，即在地面開(kāi)槽，然后回填，對(duì)施工技術(shù)要求嚴(yán)格，才能恢復(fù)原地面美觀要求。

　　導(dǎo)航技術(shù)不高大上。

　　測(cè)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(duì)其周?chē)h(huán)境進(jìn)行掃描測(cè)量，獲取測(cè)量數(shù)據(jù)然后結(jié)合導(dǎo)航算法實(shí)現(xiàn)AGV導(dǎo)航。

圖6 測(cè)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(shí)現(xiàn)，由于采用安全激光掃描儀可以實(shí)現(xiàn)安全功能的同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航測(cè)量功能。

安全激光掃描儀

　　采用測(cè)距導(dǎo)航技術(shù)的AGV可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)入集裝箱內(nèi)部進(jìn)行自動(dòng)取貨送貨功能。

　　輪廓導(dǎo)航

　　輪廓導(dǎo)航是目前AGV最為先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)，該技術(shù)利用二維激光掃描儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行測(cè)量、學(xué)習(xí)，并繪制導(dǎo)航環(huán)境，然后進(jìn)行多少測(cè)量學(xué)習(xí)，修正地圖進(jìn)而實(shí)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(jìn)行自由測(cè)距導(dǎo)航根據(jù)環(huán)境測(cè)量結(jié)果更新位置。

輪廓導(dǎo)航原理

　　輪廓導(dǎo)航轉(zhuǎn)彎實(shí)現(xiàn)原理

　　輪廓導(dǎo)航環(huán)境測(cè)量實(shí)現(xiàn)

　　目前輪廓導(dǎo)航傳感器類(lèi)型：

　　采用具有測(cè)量功能的安全激光掃描儀。

　　采用具有測(cè)量功能的激光掃描儀

　　輪廓導(dǎo)航傳感器安裝分類(lèi)：

　　獲得足夠大的視野是輪廓導(dǎo)航的必要條件：

　　將單個(gè)傳感器安裝在高處，以獲得270度視角。

　　安裝兩個(gè)傳感器，以獲得超過(guò)270度的視角。確保水平對(duì)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(píng)估時(shí)，采用使用 20 米） 以及在兩邊與前面，以實(shí)現(xiàn)完整的位置更新 ，這點(diǎn)很重要。

輪廓導(dǎo)航AGV路徑設(shè)置

　　環(huán)境動(dòng)態(tài)變化

　　預(yù)知傳感器視角會(huì)因員工、車(chē)輛、門(mén)與設(shè)備移動(dòng)而臨時(shí)移動(dòng)，這在一定程度上是可以接受的。設(shè)備、車(chē)輛、托盤(pán)與其它固體要在車(chē)輛行駛時(shí)保持靜止，這面臨的挑戰(zhàn)更大。

　　至少 50% 的傳感器讀數(shù)來(lái)自實(shí)測(cè)圖中的物體。

輪廓導(dǎo)航環(huán)境動(dòng)態(tài)評(píng)估

　　輪廓導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)：

　　不需要反射器或其它人工地標(biāo)

　　降低安裝成本

　　減少維護(hù)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(chǎng)環(huán)境的變化應(yīng)運(yùn)而生的。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化導(dǎo)致某種導(dǎo)航暫時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足要求，進(jìn)而切換到另一種導(dǎo)航方式繼續(xù)滿(mǎn)足AGV連續(xù)運(yùn)行。

混合導(dǎo)航技術(shù)

　　補(bǔ)充一下

　　光學(xué)導(dǎo)航

　　光學(xué)導(dǎo)航其實(shí)利用工業(yè)攝像機(jī)識(shí)別。該導(dǎo)航分為色帶跟蹤導(dǎo)航、二維碼識(shí)別等等功能。接下來(lái)，我會(huì)重新寫(xiě)一篇文章詳細(xì)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(jī)器人

　　目前，亞馬遜的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人AGV就是利用光學(xué)導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)的（上圖中地面貼有二維碼，KIVA機(jī)器人通過(guò)識(shí)別二維碼來(lái)實(shí)現(xiàn)定位及輔助動(dòng)作）。由于亞馬遜KIVA機(jī)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(cāng)庫(kù)，由于國(guó)內(nèi)電商也存在相同的需求，因此國(guó)內(nèi)很多倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人AGV就是按照亞馬遜的KIVA的工藝流程設(shè)計(jì)的。

　　比如國(guó)內(nèi)的新松公司的也有自主研發(fā)的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人，從外觀的美觀程度與功能上基本與亞馬遜KIVA一個(gè)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(shí)普及一下AGV相關(guān)知識(shí)。

　　文中有不足之處，希望大家能夠諒解。