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AGV小車認知篇-AGV導航技術

2020-04-02 11:14:24 759 責任編輯:AGV

      近些年,隨著無人化智能化、自動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?AGVAutomated 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導航技術包括磁導航、磁導航、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。

AGV導航方式

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。

電磁導航

2.磁條導航AGV

AGV行駛路徑路面上貼磁條,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。

 磁條導航

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。

二維碼導航

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

慣性導航

5.激光SLAM導航AGV

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

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;

 激光SLAM地圖繪制

6.視覺V-SLAM導航AGV

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

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;

 視覺導航

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)

激光導航

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

硬件成本

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) 

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

 

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


       深圳動進智能科技金海湾娱乐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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