與蓬勃發展的戶內AGV小車相比,戶外AGV小車市場被認為是一片潛力巨大的藍色海洋,但回收進展緩慢。主要原因是戶外導航技術的研發難度太大,成本太高。
磁導航的優勢是性價比高且安裝方便,且不會受到光照、天氣或其他障礙物的影響;不過磁導航的劣勢也很明顯,柔性化程度過低,需要對道路進行改造,不便于大規模推廣,應用場景受到嚴重限制。
盡管如此,在碼頭港區應用的戶外AGV中,同樣也有大量的磁導應用。不過受港口環境高度動態變化影響, 港口AGV要和大型機械進行互動并融入碼頭的生產業務流程,單靠一種傳感器無法實現精準定位。因此,港口AGV一般采用混合導航的方式來彌補單一導航技術的不足,磁釘加慣導相結合的導航方式應用的最為普遍。
導航方式 |
優點 |
缺點 |
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室外固定路徑導航 |
磁導航 |
AGV定位精確,不受光照、天氣等影響。 |
需要對道路進行改造,不便于大規模推廣。 |
室外自主導航 |
激光導航 |
能靈活規劃路徑、定位準確。 |
容易受降雨等天氣等影響,成本過高。 |
視覺導航 |
路徑規劃靈活,成本低,可提取語義信息。 |
算法技術開發難度高,受光照、污損影響大。 |
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衛星定位系統 |
GNSS |
可提供全天候的3維坐標和速度以及時間信息的空基無線電導航定位。 |
GNSS定位依賴于空間衛星,首次定位反應較慢。 |
RTK技術 |
定位精度可精確到1-2厘米。 |
依賴于衛星定位系統作為接收配置來實現定位。 |
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室外輔助導航 |
慣導 |
不依賴于外部信息,數據更新率高、連續性好、噪點低、短期精度和穩定性高。 |
定位誤差會隨時間而增大,數據的長期精度較低,而且無法獲取時間信息。 |
超聲波等 |
高分辨率,抗干擾強,可直接測量距離和速度信息適用于避障。 |
難以實現真正的全天候探測,器件昂貴。 |
近年來,隨著需求和導航技術的發展,戶外的無軌導航也漸漸開始增多。無軌導航一般以激光或視覺導航為主。在簡單的非標環境下,如物流園區等,戶外導航需要配備激光傳感或視覺傳感來實現自主導航。不過在一些室外大場景中,盡管柔性化水平上已經得到大幅改善,但激光導航或視覺的弊端在室外仍舊明顯,戶外受光照、惡劣天氣等環境的影響,僅僅是基于激光或視覺的導航一方面存在盲區,一方面對于長距離駕駛的路徑規劃和統籌有限。因此,衛星定位的重要性不言而喻。
RTK是載波相位差分技術,是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法,網絡RTK系統用戶設備主要配置有GNSS接收機及天線。所謂GNSS是對北斗系統(BDS)、GPS、GLONASS、Galileo等衛星導航定位系統的統稱,指利用一組衛星的偽距、星歷、衛星發射時間等觀測量,以空中衛星為基礎的高精度無線電導航的定位系統。全球導航衛星系統的優點是能在地球表面或近地空間的任何地點可全天候3維坐標和速度以及時間信息的空基無線電導航連續定位。缺點是由于GNSS定位依賴于空間衛星,受環境影響較大,高樓、樹木、隧道可能會屏蔽信號,以及首次定位反應較慢。
在環境變化相對穩定的戶外場景,室外AGV可通過激光/視覺導航搭配衛星定位系統來實現自主移動的室外導航技術。如安徽宇鋒開發的一款戶外牽引AGV目前已成功應用于監獄的室外搬運作業中,該款AGV采用GPS全球定位系統+多線激光雷達輔助定位系統,能夠實現無人搬運、無人牽引等多種應用功能,在雷雨、高溫、嚴寒的極端天氣也可正常運行。
我們也相信,隨著時間的推移,戶外導航技術不但能在工業、農業、軍事等領域得到有質且有量的廣泛應用,同樣也將更加廣泛應用于人們的日常生活中,為我們提供更多便利服務。
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