AGV(Automatic Guided Vehicle-自動導引車輛)在工廠自動化中有著重要作用。AGV常用的導航方式有激光導航、磁條/磁釘導航、慣性導航和輪廓導航等。每一種技術都有其優點和局限性:
·“高大上”的輪廓導航雖然先進,但成本高昂;
·傳統的磁條/磁釘導航路徑更改不方便,其中磁條易受損傷,鋪設磁釘需要對地面進行改造,施工費用和時間成本都高;
·激光導航對環境要求苛刻,在煙霧多塵環境中性能大打折扣,而且成本也比較高;
總的來說,激光和磁條磁釘技術是大多數AGV廠商選用的主流技術,應用最為廣泛。有些AGV廠商會根據需要采用混合導航的方式來彌補單一導航技術的不足,例如磁釘+慣導,激光+磁釘或者激光+慣導等。本文將要討論一種可以替代激光技術的方式:超寬帶測距定位和導航。
美國5D機器人出品的P440超寬帶測距模塊具有測距精度高、工作穩可靠高、對環境容忍度高等突出優點,在大多數場合下可以替代激光雷達加反射板的導航方式。P440測距模塊是成對工作的,一對模塊通過雙向飛行時間測距獲取彼此間的點對點距離。實際應用時,在基礎結構上安裝模塊做為參照節點,在AGV上安裝模塊做為移動節點,通過連續的三角幾何運算和其它輔助算法來實現AGV的導航。其中,AGV上的模塊的作用相當于激光雷達,而基礎結構上的模塊的作用相當于反光板。如果在AGV上安裝兩個模塊,還可以通過計算獲取AGV的姿態信息。P440測距模塊的測距精度和準度都在2厘米左右,經過算法優化后可達毫米級,滿足大多數應用的精度要求。
以上視頻是P440模塊做AGV定位導航
相對于激光反射的定位導航方式,采用P440測距技術進行定位導航的優點主要體現在:
·工作不受煙霧粉塵強光環境的影響。在電磁波譜中,無線電波的頻率遠遠低于光波,所以無線電波的穿透性能要遠遠優于光波。采用自動化搬運可以避免工人在惡劣多塵危害健康的環境中工作,而傳統的激光導航方式在這類環境中又無法施展拳腳,從這個意義上講,射頻技術比激光技術具有天然和本征的優勢;P440在粉塵大環境如港口、碼頭、礦場、水泥廠、陶瓷廠等環境就更顯優勢!
·性價比高。工業級的激光雷達價格昂貴,反光板成本也不菲,為了達到好的效果,常常要在基礎機構上安裝數量眾多的反光板,這些都大大地增加了激光導航的成本。而P440測距模塊的測距距離可達幾百米,構建同樣的系統,采用硬件的數量遠遠低于采用激光的方式,所以安裝成本通常低于激光導航;
·安裝調試簡單。安裝反光板對反光板自身的安裝位置有嚴格的要求,需要反復進行調試和校準。如果是部署在室外環境,更是難于找到合適的安裝地點。而P440模塊的安裝就簡單易行得多,不需要調試和校準,系統自動計算參照節點之間的相對位置。如果在室外部署,燈桿、電線桿和建筑物都可以安裝,大大節約了安裝部署的時間成本;
振華重工用P440測試AGV高精度自動導航
5D機器人出品的P440測距與通信模塊三年來在北美的AGV行業和軌道交通行業部署了兩萬多塊,性能穩定可靠。主要客戶包括United Rentals(聯合租賃)和Caterpillar(卡特彼勒)等大型企業。
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