
今天我们新光科技继续为大家介绍AGV小车的系统介绍,今天要介绍的是AGV小车的导航系统。导航系统的功能就是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,负责AGV在系统中的定位。
AGV小车导航系统的引导方式主要有以下几种:
1、电磁导航
电磁导航是较为传统的导航方式之一,仍被许多系统采用,它是在AGV的行驶路径上埋设金属线,并在金属线加载导航频率,通过对导航频率的识别来实现AGV的导航。其主要优点是引线隐蔽,不易污染和破损,导航原理简单而可靠,便于控制和通讯,对声光无干扰,制造成本较低。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,对复杂路径的局限性大。
2、磁带导航
与电磁导航相近,用在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线,通过磁感应信号实现导航,其灵活性比较好,改变或扩充路径较容易,磁带铺设简单易行,但此导航方式易受环路周围金属物质的干扰,磁带易受机械损伤,因此导航的可靠性受外界影响较大。AGV一旦执行任务只能沿着固定磁带运动,无法更改任务。
3、磁钉导航
磁钉导航,用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小区域,通过对小区域的计数实现导航,一般有光电式(将坐标小区域以两种颜色划分,通过光电器件计数)和电磁式(将坐标小区域以金属块或磁块划分,通过电磁感应器件计数)两种形式。
4、二维码导航
二维码导航方式是通过离散铺设QR二维码,通过AGV车载摄像头扫描解析二维码获取实时坐标。二维码导航方式也是目前市面上最常见的AGV导航方式,二维码导航+惯性导航的复合导航形式也被广泛应用,亚马逊的KIVA机器人就是通过这种导航方式实现自主移动的。这种方式相对灵活,铺设和改变路径也比较方便,缺点是二维码易磨损,需定期维护。
5、色带导航
AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带(粘贴色带或涂漆),通过对摄像机采入的色带图像信号进行简单处理而实现导航。光学导航与磁带导航较为类似,主要的优点是路面铺设较为容易,其灵活性比较好,地面路线设置简单易行,成本低。缺点是色带较为容易受到污染和破坏,对环境的要求高,导航可靠性较差,精度较低。
6.1、激光反射导航
激光导航是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,AGV通过激光扫描器发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和航向,并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导航。
6.2、SLAM激光导航(自然导航)
SLAM激光导航则是一种无需使用反射板的自然导航方式,它不再需要通过辅助导航标志(二维码、反射板等),而是通过工作场景中的自然环境,如:仓库中的柱子、墙面等作为定位参照物以实现定位导航。相比于传统的激光导航,它制造成本较低,但技术要求较高。
7、视觉导航
该方式也是基于SLAM算法的一种导航方式,通过AGV小车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AGV小车当前位姿,实现AGV小车的定位。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。
8、GPS导航
通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导,此项技术还在发展和完善,通常用于室外远距离的跟踪和制导,其精度取决于卫星在空中的固定精度和数量,以及控制对象周围环境等因素。
9、惯性导航
惯性导航是在AGV上安装陀螺仪,利用陀螺仪可以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姿信息,两种航位推算可以进行融合。
在行驶区域的地面上安装定位块,AGV可通过对陀螺仪偏差信号(角速率)的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向,从而实现导航。
10、复合导航
复合导航指应用两种或两种以上导航(或导航)方式实现自动导航车运行的方法。如二维码导航与惯性导航的组合,利用惯性导航短距离定位精度高的特性,将两个二维码之间的导航盲区使用惯性导航。激光导航与磁钉导航组合应用,在定位精度要求较高的站台位置使用磁钉导航,增加AGV定位的稳定性。复合导航是为了使AGV适应各种使用场景常见的导航方式,也将越来越广泛应用在各种AGV上。

AGV导航导航技术一直朝着更高柔性、更高精度和更强适应性的方向发展,且对辅助导航标志的依赖性越来越低。像SLAM这种即时定位与地图构建的自由路径导航方式,无疑是未来的发展趋势。相信不久的将来,5G、AI、云计算、IoT等技术与智能机器人的交互融合,将给AGV行业带来翻天覆地的变化,而具有更高柔性、更高精度和更强适应性的SLAM导航方式也将更适应复杂、多变的动态作业环境。在多学科共同发展后,未来也一定会有更高端的AGV导航技术出现。
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