近些年,隨著無人化、智能化、自動化等概念在各行各業中興起,越來越多的智能化裝備開始投入實際使用。AGV小車作為智能化物流倉儲不可或缺的工具,在各行各業得到了廣泛的應用,市場需求呈現出井噴式增長。
伴隨著AGV小車廣泛應用,AGV技術的認識普及尤為重要,AGV導航技術作為AGV關鍵技術之一,是AGV設計、選型選購評估重要指標之一。下面就由動進小編為大家梳理、且全面分析AGV各導航技術的原理及優勢,劣勢及對比等:
首先讓我們來認識什么是AGV?AGV是Automated Guided Vehicle的縮寫,意即“自動導引車”,是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置,能夠沿規定的導引路徑行駛,具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。AGV是現代工業自動化物流系統中的關鍵設備之一,它是以電池為動力,裝備有電磁或光學等自動導航裝置,能夠獨立自動尋址,并通過計算機系統控制,完成無人駕駛的搬運作業的設備。
目前,市面上AGV導航技術包括有磁導航、磁條導航、視覺V-SLAM導航、激光SLAM導航、激光導航、二維碼導航等。使用不同的信號反饋來定位AGV在整個系統中的位置以進行搬運作業。導航技術負責AGV在系統中的定位,AGV車輛間的交通流控制算法是導航核心技術難點。
1.電磁導航AGV
通過在AGV的行駛路徑上埋設金屬導線,并加載低頻、低壓電流,使導線周圍產生磁場,AGV上的感應線圈通過對導航磁場強弱的識別和跟蹤,實現AGV的導引。
電磁導航的優點:
導引線隱蔽,不易污染和破損;
導引原理簡單而可靠,便于控制通訊;
對聲光無干擾,投資成本低;
電磁導航缺點:
改變或擴充路徑較麻煩,導引線鋪設相對困難。
2.磁條導航AGV
在AGV行駛路徑的路面上貼磁條,通過磁條感應信號實現導引。
磁條導航優點:
AGV定位精確,路徑的鋪設、變更或擴充相對電磁導航較容易,磁條成本較低。
磁條導航缺點:
磁條容易破損,需要定期維護,路徑變更需要重新鋪設磁帶,AGV只能按磁條行走,無法實現智能避讓或通過控制系統實時更改任務。
與磁條導航原理相近的導引方式還有磁釘導航和色帶導航。磁釘導航是在地面鋪設磁釘,優點是隱蔽性好、抗干擾性強、耐磨損、抗酸堿;缺點是容易受鐵磁物質影響,更改路徑施工量大,容易對地面造成損害,一般僅在碼頭應用較多。色帶導引是在地面粘貼色帶或涂漆,通過車載的光學傳感器采集圖像信號識別來實現導引,由于色帶容易受到污染和破壞,對環境要求高,定位精度較低,所以應用也十分有限。
3.二維碼導航AGV
二維碼導航的原理是AGV通過攝像頭掃描地面鋪設的二維碼,通過解析二維碼信息獲取當前的位置信息。二維碼導航通常與慣性導航相結合,實現精準定位。
二維碼導航優點:
定位精確,小巧靈活,鋪設、改變路徑也較容易,便于控制通訊,對聲光無干擾。
二維碼導航缺點:
路徑需要定期維護,如果場地復雜,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格,另外對場地平整度有一定要求,價格相對較高。
4.慣性導航AGV
通過陀螺儀和加速度計的測量數據,可以確定運載體在慣性參考坐標系中的運動,同時經過積分和運算得到速度和位置,得出運載體在慣性參考坐標系中的位置
慣性導航優點
成本低,短時間定位精度較高
慣性導航缺點
誤差累計大,無法自我消除
激光掃描儀采集由自然環境(墻壁、柱子以及其它固定物體)反射的激光束,來確定其
當前的位置和方向
激光SLAM導航優點
星裝成本低;
行走路徑靈活;
激光SLAM導航缺點
成本高;
對環境要求較相對苛刻;
鏡頭提前采集地面紋理特征,并賦值其坐?標值和方向信息。當機器人再次掃描到此?紋理時,匹配此前的采集數據庫,得知當?前紋理圖片信息。?
激光SLAM導航優點
與二維碼對比?無需鋪設標記物,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導航缺點
目前狀態,采集紋理庫,工作量大;
與二維碼導航暫不融合,技術還在完善,暫不廣泛推廣;
7.激光導航AGV
激光導航又分為激光反光板導航和自然導航兩種:
激光反光板導航是在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 的行走的同時發出激光束,發出的激光束被沿 AGV 行駛路徑鋪設的多組反射板直接反射回來,觸發控制器記錄旋轉激光頭遇到反射板時的角度。控制器根據這些角度值與實際的這組反光板的位置相匹配,計算出 AGV 的絕對坐標,基于這樣的原理實現非常精確的激光導引。
自然導航是通過激光傳感器感知周圍環境。與激光導航不同的是,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,自然導航的定位標志物可以是工作環境中的墻面、物體等信息。相比于激光反光板導航,自然導航的施工成本與周期都較低。
激光導航優點
AGV定位精確;
地面無需其他定位設施,施工較為方方便;
行駛路徑可靈活多變,能夠適合多種現場環境;
激光導航缺點
滋光、反光板價格高,制造成本高;
對環境要求較相對苛刻(外界光線,地面要求,能見度要求等)。
AGV三大主流導航技術對比表:
對比項 |
磁條 |
二維碼 |
激光SLAM |
導航方式
|
識別磁條物理位置信號
|
無碼區:慣性導航(里程計+陀螺儀); 有碼區:視覺(二維碼)+慣導 |
激光雷達+慣性導航
|
定位精度 |
±10--20mm |
±5--10mm |
±5—20mm |
穩定性 |
中 |
高 |
高 |
硬件成本 |
低 |
中(避障激光+相機) |
較高(激光雷達(含避障)) |
維護成本 |
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(黑色磁條影響現場外觀) |
中(二維碼小,影響小) |
高(無二維碼\磁條) |
柔性
|
磁導需重新粘貼磁條,定制指令卡 |
在RCS系統中進行調整,地面重新粘貼二維碼 |
在RCS系統中進行調整,需要重新建地圖 |
環境適應性
|
車輛碾壓易損壞
|
二維碼材質可根據運行環境選擇 |
對環境要求較相對較高,戶外場地不能使用、 玻璃環境、地面布局等影響較大 |
適宜應用場景
|
單線有序搬運
|
多分支、多環路、有交通規劃的復雜路 徑,多變流程,較高的定位精度及接駁需求 |
多分支、多環路、有交通規劃的復雜徑, 多變流程,較高的定位精度及接駁需求 |
中央調度 |
無/弱 |
對任務分配及交通規劃 |
對任務分配及交通規劃 |
與上層業務系 統的交互 |
無/傻瓜式搬運
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接收上層業務系統的控制指令
|
接收上層業務系統的控制指令
|
深圳動進智能科技有限公司是一家集軟硬件一體,研發,生產制造和落地應用的AGV移動機器企業,目前,公司產品有磁條導航AGV、二維碼導航AGV、激光導航AGV等,及潛伏式、牽引式、倉儲式、背負式、舉升式、叉車等服務功能型的AGV小車,產品豐富,滿足不同客戶需求,能為客戶提供全面AGV應用方案,可定制化。
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