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AGV导航融合是趋势!

2019-08-19 10:26 性质:转载 作者:kfd 来源:青岛凯丰达
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对于现在AGV导航的方式很多,各有自身的优势和缺点,都需要根据应用的场景来因地制宜。以便AGV能够在工作环境中精确的知道自己所处的位置,明确其自身的工作区域。&emsp...

  对于现在AGV导航的方式很多,各有自身的优势和缺点,都需要根据应用的场景来因地制宜。以便AGV能够在工作环境中精确的知道自己所处的位置,明确其自身的工作区域。

  一、AGV的发展历程

  无人搬运车最早是应用在汽车行业中,在1913年美国福特汽车公司将自动搬运车用到汽车底盘装配上;在1954年,英国人首先采用地板下埋线取代地面上的导引轨道,组成以电磁感应引导的AGVS,1959年的美国,AGV首先应用到仓储自动化和企业生产作业上。

  随着计算机技术的发展。在1973年瑞典VOLVO公司在KALMAR轿车厂的装配线上采用了88台AGV,使用计算机控制轿车的整个装配作业。瑞典的NDC公司开发了AGV的第一代控制系统。1990年,瑞典的NDC公司开发了第四代AGV控制系统(激光带引系统)。1991年,荷兰开始使用磁体网络导引技术。2000年,比利时的Egemin公司使用的导引技术为激光导引与惯性复合、激光测角与测距相结合的导引控制技术。

  而我国研究的时间较晚,1976年北京起重机械研究所研制了我国第一台AGV。1988年,原邮电部北京邮政科学技术研究所研制了邮政枢纽AGV。991年起,中科院沈阳自动化研究所/新松机器人自动化股份有限公司研制了客车装配AGV系统。

  二、AGV的类型有哪些

  1、电磁导航

  作为一种较为传统的导引方式,通过在小车行驶的路径上设埋金属线,在金属线上加载低频或者是低压电流产生磁场,通过车载电磁传感器来对导引磁场强弱的识别跟踪来实现导航。

  (1)优势,因为其金属线是埋在地下的,不易受到破坏,而且制造的成本也比较低。

  (2)劣势,在其金属线出现需要更改或是扩展时比较困难,而且电磁感容易受到金属或是铁质物质的影响。

  2、磁带导航

  磁带导引与电磁导引比较类似,都是通过在车的行驶路径上铺设磁带,然后通过车载电磁感应器对磁场信号的识别来实现引导行驶。

  (1)优势,现在的磁带导引技术比较成熟,而且成本也比较低,铺设比较容易,比较容易扩展和更改路径。

  (2)劣势,铺设的路径较为容易受到机械的损伤和污染,易受到金属等铁磁的影响,需要人员定期维护。

  3、磁钉导航

  磁钉导航和磁条导航都是需要磁条传感器来定位AGV相对于路径的左右偏差,磁钉导航与磁条导航的差异就在于磁条是连续铺设的,而磁钉是散离式铺设的。

  (1)优势,磁钉导引的优点是技术比较成熟、成本比较低,而且其隐蔽性比较好。抗干扰性能比较强,耐磨损、抗酸碱。

  (2)劣势,比较容易被铁磁物影响,如需要更改路径,其施工量比较大,而且会对地面产生一定的影响。

  4、二维码导航

  通过地面上的二维码实现运行,与磁钉相似但是坐标标志物不一样。二维码导航的原理就是小车通过摄像头扫描地面二维码,然后通过解析二维码信息获取当前的位置信息,

  (1)优势,定位精确,小巧灵活,铺设和改变路径也比较容易,便于控制通讯。

  (2)劣势,其在现场需要大量铺设二维码,而且二维码比较容易磨损,维护起来其成本也比较高。

  5、色带导航

  色带导引是通过在小车的路径上设置光学标志,然后通过车载的光学传感器采集图像信号来识别实现导引的方法。

  (1)优势,路面的铺设较为容易,所以需要拓展和更改路径较于磁带来说比较容易,而且成本也比较低。

  (2)劣势,色带比较容易受到污染和破坏,对于周边环境的要求比较高,引导的可靠性受制于地面条件,定位不太准确。

  6、激光导航

  激光导引基于反射板定位的激光导航,其原理就是在AGV行驶的路径上安装位置准确的反射板,然后通过激光扫描,发出激光束,激光束通过在地面铺设的多组反射板反射回来,由控制器计算出AGV的绝对坐标。

  (1)优势,激光导航能够灵活的规划路线,定位准确,行驶的路径较为灵活多变,而且施工也比较方便,适用于各种场景。

  (2)劣势,激光导航的成本比较高,在目前的市场中占用率不是很高。

  7、自然导航

  自然导航也是属于激光导航的一种,也是通过激光传感器来感知环境,不同是在于激光导航的定位是反射板或是反光柱,而自然导航是可以定位为标志物,比如说场景中的墙面。

  (1)优势,自然导航可以依靠标志物的轮廓信息来进行定位,这就减少了反射板的使用,降低了施工成本。

  (2)劣势,当定位标志物的轮廓较为复杂时,小车的定位就会出现精度降低的问题。

  8、视觉导航

  通过小车自载视觉传感器来获取区域的图像信息来实现导航的方法,这就需要在硬件上装备摄像头、补光灯和遮光罩等来实现。另一方面可以利用丰富的地面纹理信息,基于相关算法计算位移和旋转。

  (1)优势,这种方式通过移动机器人在移动过程中拍摄地面的纹理进行自动建图,来实现移动机器人的定位。

  (2)劣势,这种形式在市面上还没有通用起来,因为运行的地面需要有纹理信息,而且需要运行的场地面积较大,所需要绘制地图时间比较长。

  9、惯性导航

  惯性导航是利用移动机器人内部的传感器,来获取位置,利用光电编码器、陀螺仪或是同时使用。在其运动时,利用编码器的脉冲信号进行粗略的推算来确定位置。利用陀螺仪获取移动机器人的三轴角速度和加速度,通过积分运算获取位置。

  (1)优势,惯性导航的成本低且定位精度高。

  (2)劣势,会随着运动累计误差,至丢失位置。

  10、复合导航

  复合导航是指使用两种或是两种以上的导航来实现小车的运行,是为了使AGV适应各种使用场景较为常见的导航方式,也将越来越广泛的应用在AGV上。

  总而言之,AGV作为先进的自动化搬运方案,已经被越来越多的行业和企业使用。导航方式也从最初的有轨导航和无轨导航,AGV对特定标志物的依赖越来越少,对环境的适应性逐渐增强。

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