淺析智能包裝無人工廠中AGV導(dǎo)航的九種主流方式
在智能包裝無人工廠中AGV發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而AGV的導(dǎo)航也是直接決定AGV的運行方向以及路徑的。目前常用的AGV導(dǎo)航導(dǎo)引方式主要有磁導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引、光帶導(dǎo)引、慣性導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、直接坐標(biāo)導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航等9種導(dǎo)航方式具體如下：
1. 磁導(dǎo)引
磁導(dǎo)引又分為磁帶導(dǎo)引、磁點（磁釘）等導(dǎo)引方式，也即在AGV的行駛路徑上貼磁帶或打磁點（磁釘），通過磁感應(yīng)信號實現(xiàn)導(dǎo)引。目前，磁帶、磁點（磁釘）導(dǎo)引技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也較為廣泛。
2. 電磁導(dǎo)引
該導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬導(dǎo)線，并加載低頻、低壓電流，使導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，AGV上的感應(yīng)線圈通過對導(dǎo)航磁場強弱的識別和跟蹤，實現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。
其優(yōu)點為引線隱蔽，不易被污染和破損，導(dǎo)引原理簡單可靠，便于控制和通訊，無聲光干擾，制造成本較低；缺點則為路徑更改的靈活性差，調(diào)整變動麻煩，感應(yīng)線圈對周圍的鐵磁物質(zhì)較敏感。在國外，對于一些路線比較簡單、需要24小時連續(xù)作業(yè)的工況（比如發(fā)動機等裝配生產(chǎn)線），基于非接觸供電技術(shù)的電磁導(dǎo)引AGV應(yīng)用是比較多見的。
3. 光學(xué)導(dǎo)引
該導(dǎo)引方式的主要基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過對光學(xué)傳感器采入的色帶圖像信號進行識別實現(xiàn)導(dǎo)引。此外，用CCD攝像機和圖像處理系統(tǒng)替代普通的光學(xué)傳感器可以有效提高導(dǎo)引系統(tǒng)的可靠性。目前，光學(xué)導(dǎo)引技術(shù)成熟，應(yīng)用也較為廣泛。
光學(xué)導(dǎo)引與磁帶導(dǎo)引比較類似，主要優(yōu)點為靈活性較好，地面路線設(shè)置十分簡單；缺點則是易受色帶污染和磨損的影響，對環(huán)境要求較高，導(dǎo)引可靠性受制于地面條件，停位精度比較低。
4. 激光導(dǎo)航
最初的激光導(dǎo)航需要反射板來做輔助，稱為反射板激光導(dǎo)航模式，即在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過發(fā)射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和方向，并通過連續(xù)的三角幾何運算來實現(xiàn)AGV的導(dǎo)航。依據(jù)同樣的導(dǎo)航原理，若將激光掃描器更換為紅外發(fā)射器或超聲波發(fā)射器，則反光板激光導(dǎo)航可以變?yōu)榧t外導(dǎo)航或超聲波導(dǎo)航。
激光導(dǎo)航的主要優(yōu)點為定位精確，能適應(yīng)復(fù)雜的路徑條件及工作環(huán)境，能快速變更行駛路徑和修改運行參數(shù)；主要缺點則為激光定位裝置成本較高。對環(huán)境要求（如外界光線、地面要求、能見度要求等）相對較高，不適合室外（尤其是易受雨、雪、霧的影響）應(yīng)用。
5. 慣性導(dǎo)航
慣性導(dǎo)航，即在AGV上安裝陀螺儀，在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV通過對陀螺儀偏差信號（角速率）的計算及地面定位塊信號的采集來確定自身的位置和方向，從而實現(xiàn)AGV的自動導(dǎo)引。慣性導(dǎo)航作為AGV領(lǐng)域新興的導(dǎo)航方式，在軍方較早運用。其優(yōu)點是技術(shù)先進，定位精準(zhǔn)，地面處理工作量小，路徑靈活性強。缺點則是制造成本較高，導(dǎo)航的精度和可靠性與陀螺儀的制造精度及其后續(xù)信號處理密切相關(guān)。
6. 視覺導(dǎo)航
AGV領(lǐng)域的視覺導(dǎo)航，是指通過攝像頭來獲取可見的光信號，基于模擬視覺的導(dǎo)航系統(tǒng)，也即在AGV上安裝了CCD的攝像機和傳感器，AGV在行駛過程中通過視覺傳感器采集圖像信息，并通過對圖像信息的處理確定AGV的當(dāng)前位置。
視覺導(dǎo)航方式不需要人為設(shè)置任何物理路徑，具有路線設(shè)置靈活，適用范圍廣，成本低，允許無固定參照物等優(yōu)點，理論上具有最佳導(dǎo)航柔性，也是未來的發(fā)展方向。但是，由于基于無固定參照的視覺導(dǎo)航AGV其定位精度往往不高，利用車載視覺系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)路標(biāo)識別這一技術(shù)瓶頸尚未得到突破。
7. 二維碼導(dǎo)航
二維碼導(dǎo)航比磁導(dǎo)航定位精確，在鋪設(shè)、改變路徑上也較容易，便于控制，對聲光無干擾。缺點則是路徑需要定期維護，在項目現(xiàn)場需要鋪設(shè)大量二維碼，且二維碼易磨損，比較適合全自動無人化環(huán)境。
8. 直接坐標(biāo)導(dǎo)航
直接坐標(biāo)導(dǎo)航，即用定位塊將AGV的行駛區(qū)域分成若干坐標(biāo)小區(qū)域，通過對小區(qū)域的計數(shù)實現(xiàn)導(dǎo)引，一般有光電式（將坐標(biāo)小區(qū)域以兩種顏色劃分，通過光電器件計數(shù)）和電磁式（將坐標(biāo)小區(qū)域以金屬塊或磁塊劃分，通過電磁感應(yīng)器件計數(shù)）兩種形式。
9. GPS導(dǎo)航
GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航，即通過衛(wèi)星對非固定路面系統(tǒng)中的控制對象進行跟蹤和制導(dǎo)，其精度取決于衛(wèi)星在空中的固定精度和數(shù)量，以及控制對象周圍環(huán)境等因素。因GPS定位系統(tǒng)用于AGV定位時存在近距離定位精度低等問題，由此也衍生出iGPS（室內(nèi)GPS）和dGPS（用于室外的差分GPS）導(dǎo)航系統(tǒng)，其精度要遠遠高于民用GPS。目前應(yīng)用于AGV上的GPS導(dǎo)航技術(shù)還在發(fā)展和完善之中。
可以說AGV的技術(shù)發(fā)展史，也就是AGV導(dǎo)航導(dǎo)引方式的演進史。隨著技術(shù)的變革與應(yīng)用，AGV導(dǎo)航方式也從最初的固定路徑導(dǎo)引（電磁導(dǎo)引），發(fā)展到半固定路徑導(dǎo)引（磁導(dǎo)引和光帶導(dǎo)引），再發(fā)展到自由路徑導(dǎo)引（如基于“燈塔”信息的激光導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航，基于地標(biāo)信息的慣性導(dǎo)航、標(biāo)簽導(dǎo)航，基于環(huán)境信息的環(huán)境導(dǎo)航或自然導(dǎo)航等）。隨著導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，AGV對特定標(biāo)志物的依賴逐漸較少，對環(huán)境的適應(yīng)性則逐漸增強。
天工TIME整理編輯，來源于網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)即刪~
