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AGV小车认知篇-AGV导航技术

2020-04-02 11:14:24 237 责任编辑:AGV

      近些年,随着无人化智能化、自动概念在各行各业中兴起,越来越多的智能化装备开始投入实际使用。AGV小车作为智能化物流仓储不可或缺的工具,在各行各业得到了广泛的应用,市场需求呈现出井喷式增长。

       伴随着AGV小车广泛应用,AGV技术的认识普及尤为重要,AGV导航技术作为AGV关键技术之一,是AGV设计、选型选购评估重要指标之一。下面就由动进小编为大家梳理、且全面分析AGV各导航技术的原理及优势,劣势及对比等:

       首先让我们来认识什么是AGV?AGVAutomated Guided Vehicle的缩写,意即自动导引车,是指装备有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车。AGV是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一,它是以电池为动力,装备有电磁或光学等自动导航装置,能够独立自动寻址,并通过计算机系统控制,完成无人驾驶的搬运作业的设备。

目前,市面上AGV导航技术包括磁导航、磁导航、视觉V-SLAM导航、激光SLAM导航、激光导航、二维码导航等。使用不同的信号反馈来定位AGV在整个系统中的位置以进行搬运作业。导航技术负责AGV在系统中的定位,AGV车辆间的交通流控制算法是导航核心技术难点。

AGV导航方式

1.电磁导航AGV

通过在AGV的行驶路径上埋设金属导线,并加载低频、低压电流,使导线周围产生磁场,AGV上的感应线圈通过对导航磁场强弱的识别和跟踪,实现AGV的导引。

电磁导航的优点:

导引线隐蔽,不易污染和破损

导引原理简单而可靠,便于控制通讯

对声光无干扰,投资成本低

电磁导航缺点:

改变或扩充路径较麻烦,导引线铺设相对困难。

电磁导航

2.磁条导航AGV

AGV行驶路径路面上贴磁条,通过磁条感应信号实现导引。

磁条导航优点:

AGV定位精确,路径的铺设、变更或扩充相对电磁导航较容易,磁条成本较低。

磁条导航缺点:

磁条容易破损,需要定期维护,路径变更需要重新铺设磁带,AGV只能按磁条行走,无法实现智能避让或通过控制系统实时更改任务。

与磁条导航原理相近的导引方式还有磁钉导航和色带导航。磁钉导航是在地面铺设磁钉,优点是隐蔽性好、抗干扰性强、耐磨损、抗酸碱;缺点是容易受铁磁物质影响,更改路径施工量大,容易对地面造成损害,一般仅在码头应用较多。色带导引是在地面粘贴色带或涂漆,通过车载的光学传感器采集图像信号识别来实现导引,由于色带容易受到污染和破坏,对环境要求高,定位精度较低,所以应用也十分有限。

 磁条导航

3.二维码导航AGV

二维码导航的原理是AGV通过摄像头扫描地面铺设的二维码,通过解析二维码信息获取当前的位置信息。二维码导航通常与惯性导航相结合,实现精准定位。

二维码导航优点:

定位精确,小巧灵活,铺设、改变路径也较容易,便于控制通讯,对声光无干扰。

二维码导航缺点:

路径需要定期维护,如果场地复杂,则需要频繁更换二维码,对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格,另外对场地平整度有一定要求,价格相对较高。

二维码导航

4.惯性导航AGV 

通过陀螺仪和加速度计的测量数据,可以确定运载体在惯性参考坐标系中的运动,同时经过积分和运算得到速度和位置,得出运载体在惯性参考坐标系中的位置

惯性导航优点

成本低,短时间定位精度较高

惯性导航缺点

误差累计大,无法自我消除

惯性导航

5.激光SLAM导航AGV

激光扫描仪采集由自然环境(墙壁、柱子以及其它固定物体)反射的激光束,来确定其

当前的位置和方向

激光SLAM导航

星装成本低;

行走路径灵活;

激光SLAM导航缺点

成本高;

对环境要求较相对苛刻;

 激光SLAM地图绘制

6.视觉V-SLAM导航AGV

镜头提前采集地面纹理特征,并赋值其坐标值和方向信息。当机器人再次扫描到此纹理时,匹配此前的采集数据库,得知当前纹理图片信息。

激光SLAM导航

与二维码对比无需铺设标记物,保持地码清洁;

与激光slam对比:已有下镜头的车就可,成本低;

激光SLAM导航缺点

目前状态采集纹理库,工作量大;

与二维码导航暂不融合技术还在完善,暂不广泛推广;

 视觉导航

7.激光导航AGV

激光导航又分为激光反光板导航和自然导航两种:

激光反光板导航是在AGV 行驶路径的周围安装位置精确的反射板,激光扫描器安装在 AGV 车体上。激光扫描器随 AGV 的行走的同时发出激光束,发出的激光束被沿 AGV 行驶路径铺设的多组反射板直接反射回来,触发控制器记录旋转激光头遇到反射板时的角度。控制器根据这些角度值与实际的这组反光板的位置相匹配,计算出 AGV 的绝对坐标,基于这样的原理实现非常精确的激光导引。

自然导航是通过激光传感器感知周围环境。与激光导航不同的是,不需要在AGV行驶路径的周围安装用于定位的反射板或反光柱,自然导航的定位标志物可以是工作环境中的墙面、物体等信息。相比于激光反光板导航,自然导航的施工成本与周期都较低。

激光导航优点

AGV定位精确

地面无需其他定位设施施工较为方方便

行驶路径可灵活多变,能够适合多种现场环境

激光导航缺点

滋光、反光板价格高制造成本高

对环境要求较相对苛刻(外界光线,地面要求,能见度要求等)

激光导航

AGV三大主流导航技术对比表:

对比项

磁条

二维码

激光SLAM

导航方式

 

识别磁条物理位置信号

 

无码区:惯性导航(里程计+陀螺仪);

有码区:视觉(二维码)+惯导

激光雷达+惯性导航

 

定位精度

±10--20mm 

±5--10mm 

±5—20mm

稳定性

硬件成本

中(避障激光+相机)

较高(激光雷达(含避障))

维护成本

高(磁条更换)

低(二维码更换) 

施工难度

高(贴磁条)

中(贴二维码)

低(无需贴码) 

美观度

低(黑色磁条影响现场外观)

中(二维码小,影响小) 

高(无二维码\磁条)

柔性

磁导需重新粘贴磁条,定制指令卡 

在RCS系统中进行调整,地面重新粘贴二维码 

在RCS系统中进行调整,需要重新建地图

环境适应性

 

车辆碾压易损坏

 

二维码材质可根据运行环境选择

对环境要求较相对较高,户外场地不能使用、 玻璃环境、地面布局等影响较大

适宜应用场景

 

单线有序搬运

 

多分支、多环路、有交通规划的复杂路 径,多变流程,较高的定位精度及接驳需求

多分支、多环路、有交通规划的复杂径, 多变流程,较高的定位精度及接驳需求

中央调度

无/弱

对任务分配及交通规划

对任务分配及交通规划 

与上层业务系

统的交互

无/傻瓜式搬运

 

接收上层业务系统的控制指令

 

接收上层业务系统的控制指令


       意甲预测万博APP|首页-欢迎您是一家集软硬件一体,研发,生产制造和落地应用的AGV移动机器企业,目前,公司产品有磁条导航AGV、二维码导航AGV、激光导航AGV等,及潜伏式、牵引式、仓储式、背负式、举升式、叉车等服务功能型AGV小车产品丰富,满足不同客户需求,能为客户提供全面AGV应用方案,可定制化。



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