AGV類型及導(dǎo)航形式為您提供詳盡解讀

AGV是什么？

AGV 是（Automated Guided Vehicle）的縮寫，為自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車，是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)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。它是一種輪式機(jī)器人。

AMR 是什么？

AMR是（Autonomous Mobile Robot）的縮寫，也是自主移動(dòng)機(jī)器人，不同于AGV的是，AMR可以通過自身的傳感器等元器件感知周圍環(huán)境并做出相應(yīng)決策，譬如自動(dòng)避障，安全繞行，選取最佳路徑。同樣也屬于輪式機(jī)器人。通常其多采用激光導(dǎo)航或視覺及混合導(dǎo)航形式。

AGV應(yīng)用場(chǎng)景圖

搬運(yùn)型AGV是將傳統(tǒng)各類搬運(yùn)裝卸工具實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)化和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無(wú)人/智能搬運(yùn)裝卸，主要用來(lái)自動(dòng)化搬運(yùn)裝卸各類物料。

搬運(yùn)型AGV主要由AGV車體、移載裝置及控制裝置等部分組成。

搬運(yùn)型AGV的車型形式很多，通常有潛伏牽引式（單向、雙向、全向）、尾部牽引式、背負(fù)承載式（平板式、剪刀叉舉升式、托盤舉升式、整體舉升式）、輸送承載式（單層輸送式、單層舉升輸送式、單層多維輸送式、多層輸送式）、叉舉承載式（叉車式、叉舉式、卷料叉舉式、叉車）等。

裝配型AGV與搬運(yùn)型AGV區(qū)別在哪？

裝配型AGV與搬運(yùn)型AGV區(qū)別在于功能的復(fù)雜化，能處理裝貨、卸載等復(fù)雜的動(dòng)作，再進(jìn)行物品搬運(yùn)。典型的裝配型AGV有機(jī)械手AGV、滾筒AGV、叉車式AGV、升降平臺(tái)式AGV等。這些AGV類型都對(duì)基礎(chǔ)車體進(jìn)行了改良，增加一些功能，從而實(shí)現(xiàn)一系列復(fù)雜動(dòng)作。

裝配型AGV的優(yōu)勢(shì)：

裝配型AGV的自動(dòng)化程度比搬運(yùn)型更高，可完全解放勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、裝卸功能一體化。站點(diǎn)之間AGV進(jìn)行搬運(yùn)，每到一個(gè)站點(diǎn)?？慷伎蛇M(jìn)行貨物的裝貨和卸載。可與生產(chǎn)流水線、錕道等生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)接，把錕道、生產(chǎn)線上完成的物品裝配到AGV上再進(jìn)行轉(zhuǎn)移運(yùn)送。裝配型AGV一般屬于重載式AGV，因此車體設(shè)計(jì)通常比較大，適用于汽車等大型產(chǎn)品的移載運(yùn)送。

磁條導(dǎo)航是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，主要通過測(cè)量路徑上的磁場(chǎng)信號(hào)來(lái)獲取車輛自身相對(duì)于目標(biāo)跟蹤路徑之間的位置偏差，從而實(shí)現(xiàn)車輛的控制及導(dǎo)航。磁條導(dǎo)航具有很高的測(cè)量精度及良好的重復(fù)性，磁導(dǎo)航不易受光線變化等的影響，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。磁條一旦鋪設(shè)好后，維護(hù)費(fèi)用非常低，使用壽命長(zhǎng)，且增設(shè)、變更路徑較容易。磁條需要預(yù)先部署規(guī)劃路徑且易被破損，易吸引金屬物質(zhì)導(dǎo)致AGV設(shè)備故障。

在線路上離散鋪設(shè)QR二維碼，通過AGV車載攝像頭掃描解析二維碼獲取實(shí)時(shí)坐標(biāo)。二維碼導(dǎo)引方式也是目前市面上最常見的AGV導(dǎo)引方式，二維碼導(dǎo)引+慣性導(dǎo)航的復(fù)合導(dǎo)航形式也被廣泛應(yīng)用，亞馬遜的KIVA機(jī)器人就是通過這種導(dǎo)航方式實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)的。這種方式相對(duì)靈活，鋪設(shè)和改變路徑也比較方便，缺點(diǎn)是二維碼易磨損，需定期維護(hù)。

慣性導(dǎo)航是在AGV上安裝陀螺儀，利用陀螺儀可以獲取AGV的三軸角速度和加速度，通過積分運(yùn)算對(duì)AGV進(jìn)行導(dǎo)航定位，慣性導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)是成本低，短時(shí)間內(nèi)精度高，但這種導(dǎo)航方式缺點(diǎn)也特別明顯，陀螺儀本身隨著時(shí)間增長(zhǎng)，誤差會(huì)累積增大，直到丟失位置，堪稱是“絕對(duì)硬傷”。使得慣性導(dǎo)航通常作為其他導(dǎo)航方式的輔助。

磁釘導(dǎo)航是通過磁導(dǎo)航傳感器檢測(cè)磁釘?shù)拇判盘?hào)來(lái)尋找行進(jìn)路徑，只是將原來(lái)采用磁條導(dǎo)航時(shí)對(duì)磁條進(jìn)行連續(xù)感應(yīng)變成間歇性感應(yīng)，因此磁釘之間的距離不能夠過大，且兩磁釘間AGV處于一種距離計(jì)量的狀態(tài)，在該狀態(tài)下需要編碼器計(jì)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。對(duì)環(huán)境要求低，一般配合慣導(dǎo)控制，但施工成本高，挖孔預(yù)埋，靈活性差，后期變更成本高。

通過在AGV行駛路徑的周圍安裝激光反射板，AGV通過發(fā)射激光束，同時(shí)采集由反射板反射的激光束，來(lái)確定其當(dāng)前的位置和方向，并通過連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)航。

目前激光導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外AGV廠商的主流方案，由于其定位精度高、線路變更靈活、導(dǎo)航技術(shù)成熟等等因素導(dǎo)致激光導(dǎo)航已經(jīng)普及。激光導(dǎo)航需要提前按照一定要求鋪設(shè)反射板，成本較高，適用于周邊無(wú)遮擋的作業(yè)環(huán)境。

電磁導(dǎo)航是較為傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式之一，目前仍被采用，它是在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬線，并在金屬線加載導(dǎo)引頻率，通過對(duì)導(dǎo)引頻率的識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)航功能。該導(dǎo)航技術(shù)類似于磁條導(dǎo)航，由于該導(dǎo)航技術(shù)美性不足、路徑變更困難等缺點(diǎn)，該技術(shù)方案逐漸被AGV廠商放棄，但是特定地場(chǎng)合也比較適合該導(dǎo)航技術(shù)，具體根據(jù)AGV工作環(huán)境要求。比如高溫環(huán)境下、線路平直性要求嚴(yán)格等要求。

輪廓導(dǎo)航是目前AGV最為先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)，該技術(shù)利用二維激光掃描儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行測(cè)量、學(xué)習(xí)，并繪制導(dǎo)航環(huán)境，然后進(jìn)行多少測(cè)量學(xué)習(xí)，修正地圖進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輪廓導(dǎo)航功能。利用自然環(huán)境（墻壁、柱子以及其它固定物體）進(jìn)行自由測(cè)距導(dǎo)航根據(jù)環(huán)境測(cè)量結(jié)果更新位置。輪廓導(dǎo)航算法更復(fù)雜，成本較高，調(diào)度方面較為復(fù)雜，增加系統(tǒng)冗余。

視覺導(dǎo)航也是基于SLAM算法的一種導(dǎo)航方式，這種導(dǎo)航方式是通過車載視覺攝像頭采集運(yùn)行區(qū)域的圖像信息，通過圖像信息的處理來(lái)進(jìn)行定位和導(dǎo)航。視覺導(dǎo)航具有高靈活性，適用范圍廣和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是目前技術(shù)還不夠成熟，識(shí)別地面紋理信息較長(zhǎng)。利用視覺系統(tǒng)快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)路標(biāo)識(shí)別這一技術(shù)仍處于瓶頸階段。

色帶導(dǎo)航通過視覺傳感器（或組合式的色標(biāo)傳感器），檢測(cè)事先鋪設(shè)在地面的色帶與AGV的相對(duì)位置，從而使小車沿既定路線（色帶）行駛。

熒光導(dǎo)航的路線是以熒光顏料制作的色帶。熒光導(dǎo)航傳感器發(fā)射經(jīng)調(diào)制的紫外光，熒光色帶上的熒光物質(zhì)會(huì)被紫外光激發(fā)，發(fā)射出波長(zhǎng)在可見光光譜范圍內(nèi)（約420 nm 到750 nm）的可見光。熒光導(dǎo)航傳感器會(huì)接收此光線，從而測(cè)量判斷色帶與AGV的相對(duì)位置，從而使小車沿既定路線行駛。

鋪設(shè)容易改路徑，成本低，易被污染，環(huán)境要求高，地面平整性要求高。

測(cè)距導(dǎo)航是利用激光二位掃描儀對(duì)其周圍環(huán)境進(jìn)行掃描測(cè)量，獲取測(cè)量數(shù)據(jù)然后結(jié)合導(dǎo)航算法實(shí)現(xiàn)AGV導(dǎo)航。該導(dǎo)航傳感通常使用具有安全功能的安全激光掃描儀實(shí)現(xiàn)，由于采用安全激光掃描儀可以實(shí)現(xiàn)安全功能的同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航測(cè)量功能。采用測(cè)距導(dǎo)航技術(shù)的AGV可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)入集裝箱內(nèi)部進(jìn)行自動(dòng)取貨送貨功能。

自然導(dǎo)航也稱為SLAM激光導(dǎo)航，是一種無(wú)需使用反射板的自然導(dǎo)航方式，它不再需要通過輔助導(dǎo)航標(biāo)志（二維碼、反射板等），而是通過工作場(chǎng)景中的自然環(huán)境，如：倉(cāng)庫(kù)中的柱子、墻面、貨架等作為定位參照物以實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航。相比于傳統(tǒng)的激光導(dǎo)航，它的優(yōu)勢(shì)是制造成本較低。

混合導(dǎo)航是多種導(dǎo)航的集合體，該導(dǎo)航方式是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化應(yīng)運(yùn)而生的。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化導(dǎo)致某種導(dǎo)航暫時(shí)無(wú)法滿足要求，進(jìn)而切換到另一種導(dǎo)航方式繼續(xù)滿足AGV連續(xù)運(yùn)行。

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審核編輯黃宇