自動導向車（AGV）正在被廣泛的使用，全球呈蓬勃發展態勢。美國Grand View Research的研究預測，到2027年，全球AGV市場將達到91億美元。由于許多運營經理考慮正在考慮到AGV的優勢，他們會面臨兩個基本問題：哪種類型的AGV最適合運營（例如，托盤搬運車、牽引車、叉車）等）？我們應該使用哪種類型的AGV導航方法？

市場上有許多技術可用于AGV的導航設施，如果一旦在一開始就選擇錯誤的導航系統，會對解決方案的成本和效率產生巨大影響。但是，選擇最佳解決方案，可能是一個復雜的挑戰。

來自德國的BlueBotics公司開發副總裁GrégoireTerrien解釋不同導航選項。

1、跟隨導航型

AGV使用磁帶、感應線或涂漆線來導航引導。車輛（AGV）的傳感器向下看地板上的線，它會測量左右誤差，然后使用此信息來校正車輛的軌跡。這是一種簡單的方法，非常適合車輛繞環路連續運動的應用。一個示例是汽車制造業，其中自動車輛在各個站點之間移動零件。

盡管是簡單而精確的技術，但行跟蹤也有缺點。首先，需要花費一些時間來布置或修改線路（特別是在感應電線的情況下，該電線實際上安裝在地板上），并且電線本身可能需要定期維護。如果需要車隊管理，它可能會迅速變得復雜，尤其是當許多線路相互交叉時。對于復雜的安裝，流量管理可能會變得困難。但是，跟隨線是極其可靠，準確和穩定的。

2、標簽導航型

在廣泛的標簽類別中，有許多技術（例如QR碼，RFID標簽和直接嵌入地板的磁性點）。車輛配備有特定的傳感器，以遵循這些標簽定義的路線。從這個意義上講，它就像是跟隨線。電子商務內部通常使用簡單的路徑布局作為常見用法。

標簽導航的優缺點與行跟蹤技術相似，操作異常可靠且健壯，但可能需要進行修改。隨著時間的流逝，還應該進行維護。

3、激光導航型

激光三角測量的工作原理類似于GPS導航，因為它至少使用三個參考來三角測量車輛的位置。但是，與使用衛星的GPS不同，此方法使用位于車輛頂部的激光掃描儀。它的光束被安裝在環境中的反射目標反射，與線路追蹤和標簽不同，線路的邏輯由地板上的物體描述，而三角剖分的邏輯必須使用軟件進行編程。因此，該解決方案需要專用的軟件工具來簡化對AGV任務的編程。

激光三角測量技術異?？煽俊＞群芎茫⑶铱赡芫哂邢鄬^快的車速。由于該技術使用虛擬路徑而不是物理路徑，因此維護成本較低。有效的車隊和交通管理比使用線路跟蹤和標簽容易得多。路線修改也快速簡便，除非需要進行重大更改，否則需要安裝其他現場反射器。但是，缺點之一是激光三角測量系統可能會花費大量時間進行設計和安裝。

另一個缺點是，用于車輛定位的LiDAR掃描儀通常需要高高安裝在車輛上，以識別反射鏡并避免可能掩蓋這些參考物的人員或可移動物體。由于沒有地方在自動導引小車（AGC）或“鼠標” AGV上放置這種額外的傳感器，因此該額外的組件會增加車輛的成本并有效地將購買者限制在某些類型的車輛上。

4、視覺導航型

視覺引導就像人類如何看待世界。它使用攝像頭代替我們的眼睛來識別環境中的特征。然后將這些與3D地圖進行比較，從而使車輛能夠計算其位置并進行導航。

視覺引導AGV的安裝非常簡單快捷，因為視覺引導不需要對現有基礎結構進行任何更改。用戶只需沿著路線駕駛車輛，就一直持續收集圖像，以了解路徑并構建3D地圖。維護基于視覺的系統的時間和成本也很低，因為更改路線只需要操作員重新培訓車輛，并在所需的新路線周圍手動駕駛。

但是，該技術具有與視覺相關的常見缺陷：照明條件的變化（例如眩光或黑暗）會影響系統的準確性，照相機或圖像分辨率也會受到影響，環境的變化也可能具有相同的效果。

5、自然特征導航型

自然特征導航使用激光掃描儀，在AGV內置掃描儀，它將當前的2D掃描圖像與先前創建的地圖進行比較，以此計算車輛的位置。

自然特征導航技術通常使用兩種方法之一：即“掃描匹配”或“特征匹配”方法。前者是通過掃描匹配，將收集的現場激光數據與原始圖進行對比，如果檢測到新物體，則更新該圖。此方法要求掃描質量高（例如，無變形），以便正確匹配。使用的地圖類型（基于低像元分辨率的網格）也會影響此定位精度。

相比之下，通過特征匹配，相對較少的自然，永久環境特征（例如墻、立柱和永久安裝的機械）被用作車輛本地化的參考。這種方法非常強大，因為它幾乎不需要引用來確保準確的定位。而且，由于地圖永遠不會更改-除非重大基礎架構更改要求-準確性會隨著時間而保留。使用該系統，不需要用于三角測量的感應線，磁體或反射器。結果是無論是單個自動引導車輛還是大量的AGV，安裝和維護都既簡單又經濟。

與視覺導航類似，自然特征導航易于安裝，只對基礎設施進行最少的更改。最多可能增加一些反光貼。與激光三角測量類似，自然特征導航采用專用的軟件工具，這些工具可用于在安裝過程中對車輛的路線和動作進行編程。由于自然功能仍然是相對較新的導航方法，因此大多數供應商尚未提供高級或直觀的軟件工具，這可能會使安裝過程延長。

基于掃描匹配的自然特征導航通常基于諸如開源機器人操作系統（ROS）之類的框架，這是一個很好的系統，但是要投入大量資金進行工業化。

但是，當環境發生輕微變化時，這種自然特征導航可能會出現問題，因為它需要識別至少60％的環境來計算車輛的位置。如果環境變化，則準確性會受到影響，并且系統的整體可靠性可能會下降。與激光三角測量系統非常相似，許多掃描匹配供應商將激光安裝在車輛上的位置更高，這會增加成本并限制可用車輛的類型。

由于路徑是虛擬，并且不需要費時的基礎結構更改。因此，通過自然特征導航修改操作是一個快速而有效的過程。車隊管理功能廣泛可用。但是，由于許多自然特征供應商是新進入市場的，這種先進的車隊解決方案仍然鮮為人所用。

BlueBotics公司所提供的的ANT?

與其他自然特征技術不同，BlueBotics的ANT?使用特征匹配方法。它將用于車輛定位的地圖不是基于掃描匹配的基于網格的地圖，而是基于特征的地圖。這意味著將特征與特征進行比較，而不是將激光點與激光點進行比較。

像其他自然功能解決方案一樣，ANT?安裝簡便、快捷，所需的基礎架構更改最少。由于路徑是虛擬的，因此維護和修改也很快且具有成本效益。ANT?提供與最成熟的三角測量技術類似的準確性和可靠性。與其他自然功能產品相比，鑒于BlueBotics在工業AGV市場上已有20年的經驗，ANT?是一種更為成熟的產品。此外，由于ANT?地圖是基于功能而不是基于網格的。因此，其需要所處理的文件大小方面異常小，并且更易于處理。

在管理AGV車隊時，BlueBotics的ANT?服務器車隊管理平臺使創建和管理車輛任務變得簡單明了，包括交通管理。其獨特之處，ANT?服務器也與車輛無關，這意味著來自不同品牌的ANT?所驅動的車輛可以無縫協作，從而有效地擴展了用戶對車輛類型的選擇。

總而言之，第一代AGV導航技術是物理的：跟隨和標簽型。這些技術可靠、準確，但是安裝和維護和修改的成本很高。然后是下一代導航技術：激光三角測量，這樣的導航技術可以將物理路由轉換為虛擬路由，從而降低了路由維護和修改的成本，同時大大改善了車隊管理功能。

最近，基于激光的自然特征和視覺導航進入市場，降低了安裝成本。不幸的是，雖然具簡單安裝這些好處，但需要在準確性、可靠性和耐用性方面進行權衡。

我們認為，ANT?處于市場上的激光三角測量和自然導航（有時稱為SLAM導航）之間。ANT?為車輛制造商和運營商提供了兩全其美的優勢：自然特征導航的速度和靈活性以及類似于三角剖分的成熟度和功能性，已經在市場上存在了多年。

而SLAM導航技術，在中國的深圳鐳神公司率先應用在倉儲類AGV上。

AGV成功導航之路

我們評估AGV導航系統時，有九個重要注意事項：

基礎設施成本：更改站點基礎結構的預期成本。例如，整個安裝激光三角測量反射器，標簽或感應線。

車輛安裝時間：在現場調試一輛或多輛車輛花費的總時間。當然，使車輛運行工作所需的時間越長，安裝成本也就越高。

準確性：這指的是車輛定位的準確性。例如，在對接以給電池充電或揀選托盤時，通常要求±1 cm /±1°，并且自然特征導航非常容易實現。導航系統通?？梢詿o誤運行多長時間，因此需要人工干預。換句話說，該因素反映了技術的成熟程度。

穩健應對環境變化：如果環境發生變化（例如，托盤或物體在移動），那么導航技術在不使AGV失去準確性的情況下，是否能繼續有效運行的能力？AGV可以在多長時間內安全地執行任務？

維修費用：除車輛本身的維護以外的任何維護成本。例如，確保用于三角測量的激光反射器沒有損壞，或者更換隨時間而撕裂的標簽或膠帶。

修改費用：類似于安裝成本。這取決于更改車輛路線所需的時間。這種修改可能是純數字的，即基于軟件的，或者涉及標簽，磁帶或反射器的物理更新。這里重要的考慮因素不僅是更改本身，而且還需要隨后進行的重新測試。

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