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盤點AGV機(jī)器人的多種導(dǎo)航方式

獨(dú)愛72H ? 來源:中國電氣傳動網(wǎng) ? 作者:中國電氣傳動網(wǎng) ? 2020-03-21 16:19 ? 次閱讀
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(文章來源:中國電氣傳動網(wǎng))

智能工廠是實現(xiàn)智能制造的先決條件,其中,作為自動化運(yùn)輸搬運(yùn)的重要工具,無人搬運(yùn)車,即AGV,被廣泛部署。在實踐中,AGV小車常用于物流倉儲、港口碼頭、堆場等,在智能制造中如何使用,如何選擇AGV產(chǎn)品,是所有制造商所關(guān)注的問題。作為AGV的核心技術(shù)之一是導(dǎo)航導(dǎo)引技術(shù),那么,你知道AGV有多種導(dǎo)航方式?

AGV導(dǎo)航導(dǎo)引的關(guān)鍵技術(shù),什么是AGV導(dǎo)航導(dǎo)引?指AGV根據(jù)路徑偏移量來控制速度和轉(zhuǎn)向角,保證AGV精確行駛到目標(biāo)點的位置及航向的過程。主要三大技術(shù)要點:定位、環(huán)境感知與建模、路徑規(guī)劃。

磁釘導(dǎo)航,是通過磁導(dǎo)航傳感器檢測磁釘?shù)拇?a target="_blank">信號確定路徑,只是磁釘間的距離不能過大,且兩磁釘間AGV處于一種距離計量的狀態(tài),并通過編碼器計量所行走的距離。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。優(yōu)點是成本低、技術(shù)成熟可靠,導(dǎo)航的隱秘性好、美觀性強(qiáng),磁釘抗干擾強(qiáng),抗磨損性強(qiáng),抗酸堿、油污等影響。缺點是對地面滿足技術(shù)要求高,不能有其他磁性物質(zhì)存在,不能有消磁、抗磁物質(zhì),否則影響AGV磁釘磁性,且導(dǎo)航線路鋪設(shè)一次后,需修改線路才能執(zhí)行二次作業(yè),所以增加成本和施工時間。同時,也會對地面造成破壞。

磁條導(dǎo)航,該導(dǎo)航技術(shù)非常成熟,通過測量路徑上的磁場信號,獲取車輛自身相對于目標(biāo)跟蹤路徑之間的位置偏差,實現(xiàn)車輛的控制、導(dǎo)航。具有高測量精度和重復(fù)性好,不易受光線變化等影響,在運(yùn)行過程中,磁傳感系統(tǒng)具有很高的可靠性和魯棒性。且維護(hù)費(fèi)用非常低,使用壽命長,增設(shè)、變更路徑較容易。缺點是磁條易破損,易吸引金屬物質(zhì),導(dǎo)致AGV設(shè)備故障等。

激光導(dǎo)航,在周圍安裝激光反射板,AGV行駛時通過發(fā)射激光束,確定其當(dāng)前位置和方向,并通過連續(xù)的三角幾何運(yùn)算,實現(xiàn)AGV的導(dǎo)航。優(yōu)點是AGV定位精確。缺點是成本高,對環(huán)境要求非??量蹋缤饨绻饩€、地面、能見度等。目前,鑒于定位精度高、線路變更靈活、導(dǎo)航技術(shù)成熟等,激光導(dǎo)航技術(shù)已成為國內(nèi)外AGV廠商主流方案。

電磁導(dǎo)航,該導(dǎo)航是傳統(tǒng)導(dǎo)航方式之一,目前,仍被采用,把金屬線設(shè)置在AGV的行駛路徑上,并加載導(dǎo)引頻率,以此識別AGV導(dǎo)航功能。與磁條導(dǎo)航類似,由于存在美性不足、路徑變更困難等缺點,AGV廠商已逐漸放棄該技術(shù)方案,但在高溫環(huán)境下、線路平直性要求嚴(yán)格等下,會采用該導(dǎo)航技術(shù)。優(yōu)點是成本低、技術(shù)成熟可靠。缺點是需要額外設(shè)備產(chǎn)生電磁信號,需要其他傳感器實現(xiàn)站點定位功能。

測距導(dǎo)航,對周圍環(huán)境,激光掃描獲取測量數(shù)據(jù),結(jié)合導(dǎo)航算法,實現(xiàn)AGV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現(xiàn),同時,實現(xiàn)導(dǎo)航測量功能。采用測距導(dǎo)航技術(shù)的AGV可實現(xiàn)進(jìn)入集裝箱內(nèi)部進(jìn)行自動取貨送貨功能。

輪廓導(dǎo)航,目前,該導(dǎo)航是AGV最先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù),針對現(xiàn)場環(huán)境,利用二維激光掃描儀進(jìn)行測量、學(xué)習(xí),并繪制導(dǎo)航環(huán)境,實現(xiàn)輪廓導(dǎo)航。優(yōu)點是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,根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境變化,采用多種導(dǎo)航集合體,滿足AGV連續(xù)運(yùn)行。光學(xué)導(dǎo)航,該導(dǎo)航利用工業(yè)攝像機(jī)識別。該導(dǎo)航分為色帶跟蹤導(dǎo)航、二維碼識別等功能。

二維碼導(dǎo)引,AGV車載攝像頭掃描解析離散鋪設(shè)QR二維碼,獲取實時坐標(biāo)。此種方式是目前市面上最常見的AGV導(dǎo)引方式,適用于環(huán)境較好的倉庫。慣性導(dǎo)航,利用AGV上陀螺儀獲取AGV三軸角速度和加速度,通過積分運(yùn)算進(jìn)行導(dǎo)航定位。優(yōu)點是成本低,短時間內(nèi)精度高。缺點是陀螺儀隨時間增長,誤差會累積增大,直到丟失位置。因此,慣性導(dǎo)航通常作為其他導(dǎo)航方式的輔助。

SLAM激光導(dǎo)航(自然導(dǎo)航),該方式是通過工作場景中的自然環(huán)境,如倉庫中的柱子、墻面等作為定位參照物,實現(xiàn)定位導(dǎo)航。視覺導(dǎo)航,該方式是基于SLAM算法,通過車載視覺攝像頭采集運(yùn)行區(qū)域的圖像信息,進(jìn)行定位和導(dǎo)航。優(yōu)勢是高靈活性,適用范圍廣、成本低等。缺點是技術(shù)成熟度一般,利用車載視覺系統(tǒng)快速準(zhǔn)確地實現(xiàn)路標(biāo)識別這一技術(shù)仍處于瓶頸階段。

磁帶或電磁導(dǎo)航是早期AGV導(dǎo)航導(dǎo)引方式,具有方案原理簡單、技術(shù)成熟,成本低優(yōu)勢,但改變或擴(kuò)展路徑及后期的維護(hù)比較麻煩,AGV無法實現(xiàn)智能避讓,或通過控制系統(tǒng)實時更改任務(wù)。目前,二維碼+慣導(dǎo)成為AGV主流的導(dǎo)航方式,使用相對靈活,容易鋪設(shè)或改變路徑,但路徑需要定期維護(hù),且場地復(fù)雜則要頻繁的更換二維碼,對陀螺儀的精度及使用壽命要求嚴(yán)格。

隨SLAM算法的發(fā)展,將成為未來AGV主流的導(dǎo)航方式。鑒于SLAM方式無需其他定位設(shè)施,路徑可靈活多變,適應(yīng)多種現(xiàn)場環(huán)境。SLAM分為激光SLAM(2D或3D)和視覺SLAM兩大類。更高柔性、更高精度、更強(qiáng)適應(yīng)性是AGV導(dǎo)航導(dǎo)引技術(shù)發(fā)展方向,逐漸不依賴于輔助導(dǎo)航標(biāo)志。未來,5G、AI、云計算IoT等新技術(shù)與智能機(jī)器人融合,將給AGV行業(yè)帶來翻天覆地的變化。
(責(zé)任編輯:fqj)

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