誰會(huì)是AGV未來主流的導(dǎo)航方式？

AGV在智能工廠、智能倉儲(chǔ)上得到了廣泛應(yīng)用，技術(shù)上獲得了迅猛發(fā)展，衍生出了多種導(dǎo)航方式，不同的導(dǎo)航方式有何特點(diǎn)?誰會(huì)成為未來主流的導(dǎo)航方式呢?

AGV簡(jiǎn)介

AGV即自動(dòng)導(dǎo)向小車(Automated Guided Vehicle)，因具有良好的柔性和較高的可靠性，能夠減少工廠對(duì)勞動(dòng)力的需求，提高產(chǎn)品設(shè)備在運(yùn)輸中的安全性且安裝容易，維護(hù)方便，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)、智能工廠、智能生產(chǎn)等領(lǐng)域。

圖 1 AGV工作場(chǎng)景

在應(yīng)用環(huán)境中，往往由多臺(tái)AGV組成自動(dòng)導(dǎo)向小車系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過WIFI或其他傳輸鏈路，控制AGV動(dòng)作。主要控制功能包括：地圖管理、路徑導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、AGV導(dǎo)航控制、任務(wù)分配等

圖 2 AGV控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

AGV導(dǎo)航方式

所謂AGV導(dǎo)航方式是指決定其運(yùn)行方向和路徑的方式，它不同于前面所說的一般通信。常用的導(dǎo)航方式分兩大類：

l 車外預(yù)定路徑方式：是指在行駛的路徑上設(shè)置導(dǎo)航用的信息媒介物，AGV通過檢測(cè)出它的信息而得到導(dǎo)向的導(dǎo)航方式，如視覺二維碼、磁帶導(dǎo)航、電磁導(dǎo)航等;

l 非預(yù)定路徑(自由路徑)導(dǎo)航方式：是指在AGV上儲(chǔ)存著布局上的尺寸坐標(biāo)，通過識(shí)別車體當(dāng)前方位來自主地決定行駛路徑的導(dǎo)航方式，如激光導(dǎo)航、SLAM方式(Simultaneous Localization And Mapping)。什么是SLAM?一張圖帶你認(rèn)識(shí)它，機(jī)器人之思考既是SLAM需要解決的問題。

圖 3 SLAM需要解決的問題

AGV根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景已衍生出了多種導(dǎo)航方式，每種導(dǎo)航方式也許都存在相應(yīng)的優(yōu)劣勢(shì)，但均能找到自己的“用武之地”。

AGV導(dǎo)航方式分析

早期的AGV多是用磁帶或電磁導(dǎo)航，這兩種方案原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，成本低，但是改變或擴(kuò)展路徑及后期的維護(hù)比較麻煩，并且AGV只能按固定路線行走，無法實(shí)現(xiàn)智能避讓，或通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)更改任務(wù)。

目前AGV主流的導(dǎo)航方式是二維碼+慣導(dǎo)，這種方式使用相對(duì)靈活，鋪設(shè)或改變路徑也比較容易，但路徑需要定期維護(hù)，如果場(chǎng)地復(fù)雜則要頻繁的更換二維碼，另外對(duì)陀螺儀的精度及使用壽命要求嚴(yán)格。

圖 4 視覺二維碼導(dǎo)航

隨著SLAM算法的發(fā)展，SLAM成為了許多AGV廠家優(yōu)先選擇的先進(jìn)導(dǎo)航方式，SLAM方式無需其他定位設(shè)施，形式路徑靈活多變，能夠適應(yīng)多種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。相信隨著算法的成熟和硬件成本的壓縮，SLAM無疑會(huì)成為未來AGV主流的導(dǎo)航方式。

SLAM大概分為激光SLAM(2D或3D)和視覺SLAM兩大類。

圖 5 SLAM分類

視覺SLAM目前尚處于進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用場(chǎng)景拓展階段。視覺SLAM因?yàn)樾畔⒘看?，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注，但是算法對(duì)處理器的要求較高，一般需要準(zhǔn)桌面級(jí)的CPU甚至GPU，但是AGV用的多是嵌入式處理器，所以短時(shí)間很難在小型的AGV設(shè)備上大規(guī)模應(yīng)用。

圖 6 視覺SLAM導(dǎo)航

激光SLAM比視覺SLAM起步早，理論和技術(shù)都相對(duì)成熟，穩(wěn)定性可靠性也得到了驗(yàn)證，并且對(duì)于處理器的性能需求大大低于視覺SLAM，比如主流的激光SLAM可以在普通的ARM CPU上實(shí)時(shí)運(yùn)行，目前有的AGV廠家已經(jīng)推出了基于激光SLAM導(dǎo)航的產(chǎn)品。無疑在一段時(shí)間內(nèi)激光SLAM還是主流的SLAM方案。

圖 7 激光SLAM導(dǎo)航

ZLG致遠(yuǎn)電子推出的M6708核心板，搭載freescale l.MX6系列雙核/四核Cortex-A9處理器，1G主頻，支持硬浮點(diǎn)運(yùn)算，能夠處理多任務(wù)執(zhí)行，外接激光雷達(dá)測(cè)距傳感器，配合SLAM算法，可智能識(shí)別外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速建立環(huán)境地圖，規(guī)劃全局路徑。

圖 8 M6708核心板接口資源

另外針對(duì)AGV行業(yè)ZLG致遠(yuǎn)電子還提供完整的無線聯(lián)網(wǎng)方案和電源解決方案，有想要了解詳細(xì)的AVG小車系統(tǒng)解決方案，歡迎一起來交流探討。

圖 9 AGV無線聯(lián)網(wǎng)方案