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盘点不同agv导航方式对比,多导航融合成为趋势
发布日期:2020 / 07 / 02

国内的agv研究起步较晚,但从第一台agv至今也有四十多年的发展历史,期间,导航技术一直是agv最关键的一点,导航方式很大程度决定了agv的效率、柔性。随着复杂场景的需求爆发,单一的导航方式显然已经无法满足更复杂的场景,融合导航成为解决复杂场景的突破口。


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目前,主要的导航方式有


1、电磁导引

电磁导引是比较传统的导引方式,实现形式是在自动导引车的行驶路径上埋设金属线,并在金属线上加载低频、低压电流,产生磁场,通过车载电磁传感器通过对导引磁场强弱的识别和跟踪实现导航,通过读取预先埋设的RFID卡来完整指定任务。

电磁导引的主要优点为金属线埋在地下,隐蔽性强,不易受到破环,导引原理简单可靠,对声光无干扰,制造成本低。缺点是金属线的铺设麻烦,且更改和拓展路径困难,电磁感应容易受到金属等铁磁物质的影响。

电磁导引在路线较为简单,需要24小时连续作业的生产制造(如汽车制造)有比较广泛的应用。


2、磁带导引

磁带导引与电磁导引原理较为相近,也是在自动导引车的形式路径上铺设磁带,通过车载电磁传感器对磁场信号的识别来实现导引方式。

磁带导引主要的优点为技术成熟可靠,成本较低,磁带的铺设较为容易,拓展与更改路径相对电磁导引较为容易,运行线路明显,对于声光无干扰。缺点为路径裸露,容易受到机械损伤和污染,需要人员定期维护,容易受到金属等铁磁物质的影响,AGV一旦执行任务只能沿着固定磁带运动,无法更改任务。

磁条导引适用于地面嵌入型、轻载牵引的状态方式,可用于非金属地面、非消磁的室内环境,能够稳定持久作业。


3、二维码导引

二维码导引,坐标的标志通过地面上的二维码实现。二维码导引与磁钉导引较为相似,只是坐标标志物不同。二维码导航的原理是自动导引小车通过摄像头扫描地面QR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。

二维码导航目前在市场上十分火热,主要原因是亚马逊高价收购了KIVA二维码导航机器人,其类似棋盘的工作模式令人印象深刻,国内的电商,智能仓库纷纷采用二维码导航机器人。二维码导引的移动机器人的单机成本较低,但是在项目现场需要铺设大量二维码,且二维码易磨损,维护成本较高。


4、激光导航

激光导航一般就指基于反射板定位的激光导航,具体原理是在AGV 行驶路径的周围安装位置精确的反射板,激光扫描器会安装在 AGV 车体上。激光扫描器随 AGV 的行走, 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,基于这个原理就可以实现非常精确的激光导引。

激光导航的方式使得AGV能够灵活规划路径,定位准确,行驶路径灵活多变,施工较为方方便,能够适应各种实用环境。由于激光导航的反光板处于较高的物理位置,不易受到破环。正常工作时不能遮蔽反光板,否则会影响其定位情况。激光导航由于成本较高,在目前AGV市场上占用率不是很高,但由于其优越性,将会逐渐取代一些传统的导航导引方式。


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5、视觉导航

通过自动导引车车载视觉传感器获取运行区域周的图像信息来实现导航的方法。硬件上需要下视摄像头,补光灯和遮光罩等来支持该种导航方式的实现,可利用丰富的地面纹理信息,并基于相位相关法计算两图间的位移和旋转,再通过积分来获取当前位置。

该方式通过移动机器人在移动过程中摄像头拍摄地面纹理进行自动建图,再将在运行过程中获取的地面纹理信息,与自建地图中的纹理图像进行配准对比,以此估计移动机器人当前位姿,实现移动机器人的定位。

视觉导航AGV目前在市场上的应用较少,视觉纹理导航的优点是硬件成本较低,定位精确。缺点是运行的地面需要有纹理信息,当运行场地面积较大,绘制导航地图的时间相比激光导航长。


单一的导航方式所适应的场景有限,多导航融合的方式,能让agv具备两种以上的导航特点,满足更多复杂场景的需求。智能仓储的发展,让融合导航成为趋势。