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工業機器人

【干貨】最常見的5種AGV導航方式,你都了解嗎?

  2019年07月26日  

  AGV全稱是Automated Guided Vehicle,意思是“自動導引運輸車”。AGV是裝備有電磁、光學或其它自動導引裝置,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小車。

  AGV以輪式移動為特征,較之步行、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高、結構簡單、可控性強、安全性好等優勢。與物料輸送中常用的其他設備相比,AGV的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置,不受場地、道路和空間的限制。因此,在自動化物流系統中,最能充分地體現其自動性和柔性,實現高效、經濟、靈活的無人化生產。

  目前,市場上應用廣泛的AGV導航方式主要有電磁導航、磁條導航、二維碼導航、激光導航、視覺導航等。那么它們是如何定義的以及各自優缺點是什么呢?

電磁導航

  電磁導航是一種較為傳統的引導方式,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。

磁條導航

  磁條導航技術與電磁導航相近,不同之處在于采用了在路面上貼磁條替代在地面下埋設金屬線,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。

二維碼導航

  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。慣性導航是利用移動機器人內部傳感器(光電編碼器,陀螺儀)獲取機器人的位置和姿態,通常作為輔助定位。

  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。

激光導航

  激光導航有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。

  激光導航的優點:激光導航的方式使得AGV能夠靈活規劃路徑,定位準確,行駛路徑靈活多變,施工較為方方便,能夠適應各種使用環境。

  激光導航的缺點:制造成本高,對環境要求較相對較高(外界光線,地面要求,能見度要求等)。

視覺導航

  視覺導航是通過AGV車載視覺傳感器獲取運行區域周圍的圖像信息來實現導航的方法。硬件上需要下視攝像頭、補光燈和遮光罩等支持該種導航方式的實現。該方式通過AGV在移動過程中攝像頭拍攝地面紋理進行自動建圖,再將在運行過程中獲取的地面紋理信息,與自建地圖中的紋理圖像進行配準對比,以此估計移動機器人當前位姿,實現移動機器人的定位。

  視覺導航的優點:視覺紋理導航的優點是硬件成本較低,定位精確。

  視覺導航的缺點:對使用環境(地面、光線等)要求較高,運行的地面需要有紋理信息,當運行場地面積較大,繪制導航地圖的時間相比激光導航長,而且視覺導航技術還不夠成熟。

  通過對上述多種導航方式的AGV進行對比之后,會發現每種單一導航方式的AGV各有優點與不足。那么,仙知機器人采用的是怎樣的導航方式呢?

  仙知機器人采用的是多傳感器融合算法,支持多種導航方式任意切換,包括反光板、多激光自然輪廓、慣導、攝像頭等,在保證高精度的同時,再也不用擔心復雜環境帶來的困擾,真正做到了自動化與智能化的完美融合。

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