近些年,隨著無人化、智能化、自動化等概念在各行各業(yè)中興起,越來越多的智能化裝備開始投入實(shí)際使用。AGV小車作為智能化物流倉儲不可或缺的工具,在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,市場需求呈現(xiàn)出井噴式增長。
伴隨著AGV小車廣泛應(yīng)用,AGV技術(shù)的認(rèn)識普及尤為重要,AGV導(dǎo)航技術(shù)作為AGV關(guān)鍵技術(shù)之一,是AGV設(shè)計(jì)、選型選購評估重要指標(biāo)之一。下面就由動進(jìn)小編為大家梳理、且全面分析AGV各導(dǎo)航技術(shù)的原理及優(yōu)勢,劣勢及對比等:
首先讓我們來認(rèn)識什么是AGV?AGV是Automated Guided Vehicle的縮寫,意即“自動導(dǎo)引車”,是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置,能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛,具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車。AGV是現(xiàn)代工業(yè)自動化物流系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一,它是以電池為動力,裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)航裝置,能夠獨(dú)立自動尋址,并通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制,完成無人駕駛的搬運(yùn)作業(yè)的設(shè)備。
目前,市面上AGV導(dǎo)航技術(shù)包括有磁導(dǎo)航、磁條導(dǎo)航、視覺V-SLAM導(dǎo)航、激光SLAM導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航等。使用不同的信號反饋來定位AGV在整個(gè)系統(tǒng)中的位置以進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)。導(dǎo)航技術(shù)負(fù)責(zé)AGV在系統(tǒng)中的定位,AGV車輛間的交通流控制算法是導(dǎo)航核心技術(shù)難點(diǎn)。
1.電磁導(dǎo)航AGV
通過在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬導(dǎo)線,并加載低頻、低壓電流,使導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場,AGV上的感應(yīng)線圈通過對導(dǎo)航磁場強(qiáng)弱的識別和跟蹤,實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。
電磁導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn):
導(dǎo)引線隱蔽,不易污染和破損;
導(dǎo)引原理簡單而可靠,便于控制通訊;
對聲光無干擾,投資成本低;
電磁導(dǎo)航缺點(diǎn):
改變或擴(kuò)充路徑較麻煩,導(dǎo)引線鋪設(shè)相對困難。
在AGV行駛路徑的路面上貼磁條,通過磁條感應(yīng)信號實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。
磁條導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn):
AGV定位精確,路徑的鋪設(shè)、變更或擴(kuò)充相對電磁導(dǎo)航較容易,磁條成本較低。
磁條導(dǎo)航缺點(diǎn):
磁條容易破損,需要定期維護(hù),路徑變更需要重新鋪設(shè)磁帶,AGV只能按磁條行走,無法實(shí)現(xiàn)智能避讓或通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)更改任務(wù)。
與磁條導(dǎo)航原理相近的導(dǎo)引方式還有磁釘導(dǎo)航和色帶導(dǎo)航。磁釘導(dǎo)航是在地面鋪設(shè)磁釘,優(yōu)點(diǎn)是隱蔽性好、抗干擾性強(qiáng)、耐磨損、抗酸堿;缺點(diǎn)是容易受鐵磁物質(zhì)影響,更改路徑施工量大,容易對地面造成損害,一般僅在碼頭應(yīng)用較多。色帶導(dǎo)引是在地面粘貼色帶或涂漆,通過車載的光學(xué)傳感器采集圖像信號識別來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引,由于色帶容易受到污染和破壞,對環(huán)境要求高,定位精度較低,所以應(yīng)用也十分有限。
二維碼導(dǎo)航的原理是AGV通過攝像頭掃描地面鋪設(shè)的二維碼,通過解析二維碼信息獲取當(dāng)前的位置信息。二維碼導(dǎo)航通常與慣性導(dǎo)航相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
二維碼導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn):
定位精確,小巧靈活,鋪設(shè)、改變路徑也較容易,便于控制通訊,對聲光無干擾。
二維碼導(dǎo)航缺點(diǎn):
路徑需要定期維護(hù),如果場地復(fù)雜,則需要頻繁更換二維碼,對陀螺儀的精度及使用壽命要求嚴(yán)格,另外對場地平整度有一定要求,價(jià)格相對較高。
4.慣性導(dǎo)航AGV
通過陀螺儀和加速度計(jì)的測量數(shù)據(jù),可以確定運(yùn)載體在慣性參考坐標(biāo)系中的運(yùn)動,同時(shí)經(jīng)過積分和運(yùn)算得到速度和位置,得出運(yùn)載體在慣性參考坐標(biāo)系中的位置
慣性導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)
成本低,短時(shí)間定位精度較高
慣性導(dǎo)航缺點(diǎn)
誤差累計(jì)大,無法自我消除
激光掃描儀采集由自然環(huán)境(墻壁、柱子以及其它固定物體)反射的激光束,來確定其
當(dāng)前的位置和方向
激光SLAM導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)
星裝成本低;
行走路徑靈活;
激光SLAM導(dǎo)航缺點(diǎn)
成本高;
對環(huán)境要求較相對苛刻;
鏡頭提前采集地面紋理特征,并賦值其坐?標(biāo)值和方向信息。當(dāng)機(jī)器人再次掃描到此?紋理時(shí),匹配此前的采集數(shù)據(jù)庫,得知當(dāng)?前紋理圖片信息。?
激光SLAM導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)
與二維碼對比?無需鋪設(shè)標(biāo)記物,保持地碼清潔;
與激光slam對比:已有下鏡頭的車就可,成本低;
激光SLAM導(dǎo)航缺點(diǎn)
目前狀態(tài),采集紋理庫,工作量大;
與二維碼導(dǎo)航暫不融合,技術(shù)還在完善,暫不廣泛推廣;
激光導(dǎo)航又分為激光反光板導(dǎo)航和自然導(dǎo)航兩種:
激光反光板導(dǎo)航是在AGV 行駛路徑的周圍安裝位置精確的反射板,激光掃描器安裝在 AGV 車體上。激光掃描器隨 AGV 的行走的同時(shí)發(fā)出激光束,發(fā)出的激光束被沿 AGV 行駛路徑鋪設(shè)的多組反射板直接反射回來,觸發(fā)控制器記錄旋轉(zhuǎn)激光頭遇到反射板時(shí)的角度??刂破鞲鶕?jù)這些角度值與實(shí)際的這組反光板的位置相匹配,計(jì)算出 AGV 的絕對坐標(biāo),基于這樣的原理實(shí)現(xiàn)非常精確的激光導(dǎo)引。
自然導(dǎo)航是通過激光傳感器感知周圍環(huán)境。與激光導(dǎo)航不同的是,不需要在AGV行駛路徑的周圍安裝用于定位的反射板或反光柱,自然導(dǎo)航的定位標(biāo)志物可以是工作環(huán)境中的墻面、物體等信息。相比于激光反光板導(dǎo)航,自然導(dǎo)航的施工成本與周期都較低。
激光導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)
AGV定位精確;
地面無需其他定位設(shè)施,施工較為方方便;
行駛路徑可靈活多變,能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境;
激光導(dǎo)航缺點(diǎn)
滋光、反光板價(jià)格高,制造成本高;
對環(huán)境要求較相對苛刻(外界光線,地面要求,能見度要求等)。
AGV三大主流導(dǎo)航技術(shù)對比表:
對比項(xiàng) |
磁條 |
二維碼 |
激光SLAM |
導(dǎo)航方式
|
識別磁條物理位置信號
|
無碼區(qū):慣性導(dǎo)航(里程計(jì)+陀螺儀); 有碼區(qū):視覺(二維碼)+慣導(dǎo) |
激光雷達(dá)+慣性導(dǎo)航
|
定位精度 |
±10--20mm |
±5--10mm |
±5—20mm |
穩(wěn)定性 |
中 |
高 |
高 |
硬件成本 |
低 |
中(避障激光+相機(jī)) |
較高(激光雷達(dá)(含避障)) |
維護(hù)成本 |
高(磁條更換) |
低(二維碼更換) |
低 |
施工難度 |
高(貼磁條) |
中(貼二維碼) |
低(無需貼碼) |
美觀度 |
低(黑色磁條影響現(xiàn)場外觀) |
中(二維碼小,影響?。?nbsp; |
高(無二維碼\磁條) |
柔性
|
磁導(dǎo)需重新粘貼磁條,定制指令卡 |
在RCS系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)整,地面重新粘貼二維碼 |
在RCS系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)整,需要重新建地圖 |
環(huán)境適應(yīng)性
|
車輛碾壓易損壞
|
二維碼材質(zhì)可根據(jù)運(yùn)行環(huán)境選擇 |
對環(huán)境要求較相對較高,戶外場地不能使用、 玻璃環(huán)境、地面布局等影響較大 |
適宜應(yīng)用場景
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單線有序搬運(yùn)
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多分支、多環(huán)路、有交通規(guī)劃的復(fù)雜路 徑,多變流程,較高的定位精度及接駁需求 |
多分支、多環(huán)路、有交通規(guī)劃的復(fù)雜徑, 多變流程,較高的定位精度及接駁需求 |
中央調(diào)度 |
無/弱 |
對任務(wù)分配及交通規(guī)劃 |
對任務(wù)分配及交通規(guī)劃 |
與上層業(yè)務(wù)系 統(tǒng)的交互 |
無/傻瓜式搬運(yùn)
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接收上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)的控制指令
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接收上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)的控制指令
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深圳動進(jìn)智能科技有限公司是一家集軟硬件一體,研發(fā),生產(chǎn)制造和落地應(yīng)用的AGV移動機(jī)器企業(yè),目前,公司產(chǎn)品有磁條導(dǎo)航AGV、二維碼導(dǎo)航AGV、激光導(dǎo)航AGV等,及潛伏式、牽引式、倉儲式、背負(fù)式、舉升式、叉車等服務(wù)功能型的AGV小車,產(chǎn)品豐富,滿足不同客戶需求,能為客戶提供全面AGV應(yīng)用方案,可定制化。
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