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AGV小車導航技術比較分析


發(fā)布時間:2017年11月16日 内容來源:深圳麒豹機器人有限公司

 (1)激光導航
目前比較成(chéng)熟的導引方式是激光導航。激光導航的原理是:在工作場地的四周,最少固定好(hǎo)三塊使用高反光性材料制做而成(chéng)的導引标志。將(jiāng)激光掃描器就安裝在AGV上,然後(hòu)對(duì)脈沖激光發(fā)射器發(fā)射出的并且被(bèi)四周的導引标志反射回來的激光進(jìn)行掃描。再利用三角定位原理推算出AGV相對(duì)導引标志的方位與實際距離。從而就可以計算出AGV車體在世界坐标系之中的坐标,進(jìn)而實現對(duì)AGV的導引。 定位非常精确是激光導航最大的優點。而且,它不像磁帶導航和電磁導航那樣(yàng)需要將(jiāng)設施鋪設在地面(miàn)上,因此容易被(bèi)污染、路徑不能(néng)靈活改變等缺點被(bèi)成(chéng)功的避免了。
但是激光導航存在以下缺點:容易受特定環境的影響、成(chéng)本較高等。然而發(fā)展至今,激光導航算法己經(jīng)相當的成(chéng)熟且能(néng)夠非常精确的進(jìn)行定位,因此這(zhè)種(zhǒng)導航方式目前還(hái)是應用的十分廣泛,尤其艾吉威研發(fā)的無需反光闆的激光導航,受到了客戶的青睐。 不能(néng)不提的是,在這(zhè)種(zhǒng)導航方式中如果不使用激光,而是用超聲波或者紅外線來代替,那麼(me)與之相對(duì)應的,導航方式就變成(chéng)了超聲波導航或者紅外線導航。
(2)電磁導航
目前,作爲傳統的導航方式之一的電磁導航仍然在許多導航系統得以應用。在AGV運行的工作地點下面(miàn)埋設上金屬線,而且金屬線在此之前己經(jīng)被(bèi)附加上固定的頻率。與此同時,再在AGV車體上面(miàn)左右兩(liǎng)邊對(duì)稱的各裝上一個電磁感應器。電磁感應器是由兩(liǎng)個感應線圈組成(chéng)的,用它們能(néng)夠在同一時間采集導航線的感應信号。再通過(guò)對(duì)兩(liǎng)線圈中信号的強弱程度進(jìn)行比較,就可以很容易的獲得電磁感應器的誤差量。最後(hòu)使用算法對(duì)采集的數據進(jìn)行精确的計算,從而就可以實現對(duì)AGV的導航。 電磁導航系統中的金屬線由于是被(bèi)埋設在地下的,具有非常隐蔽、不容易被(bèi)污染的優點。
此外,該系統導航對(duì)外界信号幹擾較小,成(chéng)本較低,并且它的原理簡單可靠。但是,電磁導航系統也有很大的缺點存在:當它的路徑一旦被(bèi)确定,更改起(qǐ)來就會(huì)特别困難。因此該導航方式不靈活,也不易于維護。例如面(miàn)對(duì)實際的作業要求,路徑需要改變時,就會(huì)帶來特别多的麻煩,而且工作量也會(huì)特别大。
(3)磁帶導航
磁帶導航與電磁導航有著(zhe)比較相近的原理。在磁帶導航中,磁帶是被(bèi)鋪設在路面(miàn)上的。而在電磁導航中,是把導線預先埋設在地下的。相比較而言,磁帶導航的方式有不錯的靈活性,能(néng)夠更容易的改變導航路線,同時鋪設也會(huì)比較容易。但是,這(zhè)種(zhǒng)導航方式也存在著(zhe)如下缺點:因爲將(jiāng)磁帶鋪設在地面(miàn)上,所以它有被(bèi)損壞或者被(bèi)弄髒的風險;另外,這(zhè)種(zhǒng)方式也容易受到外界不确定因素的影響。因此,磁帶導航方式對(duì)環境的要求較高:地面(miàn)環境需要好(hǎo)的條件,并且不能(néng)有金屬物體。它們會(huì)對(duì)該導航産生不良影響。
(4)視覺導航
視覺導航的原理是:使用CCD攝像頭獲取AGV行駛的圖片信息,再通過(guò)實時的計算機視覺處理對(duì)AGV的行駛方向(xiàng)進(jìn)行定位。這(zhè)種(zhǒng)導航方式分爲固定路線法與自由路線法兩(liǎng)種(zhǒng)。固定路線法在通常情況下都(dōu)是把CCD安裝在AGV車體的前面(miàn),其視野是AGV的前方,并且在行駛場地中鋪設有供AGV 來識别理解的導航标示線(一般都(dōu)是較爲明顯的标示線,例如白色背景中的的黑色标示線 或者黑色背景中的白色标示線)。這(zhè)樣(yàng),AGV就能(néng)夠實時的依據拍攝的導航标示線圖像識别出導航線,并且沿著(zhe)這(zhè)條路徑自動行駛。 有時候,根據實際需求同樣(yàng)也可以把普通CCD換成(chéng)是能(néng)獲取特殊光線的CCD(比如紅外感應CCD),以此來滿足不同的環境的需求。這(zhè)種(zhǒng)導航方法精度很高,而且CCD的價格很低廉,對(duì)于路面(miàn)的要求也較低,實施起(qǐ)來隻需要較低的成(chéng)本,對(duì)于較特殊的場合非常适合。對(duì)于固定路線導引方法,其引導線一定要是标準地形式。不然,除非AGV系統裡(lǐ)面(miàn)有著(zhe)比較優良且有效的算法,否則 AGV將(jiāng)可能(néng)無法識别出其路徑信息。 現在已經(jīng)有不少研究所與大學(xué)正在研究著(zhe)多CCD攝像頭的AGV系統,通過(guò)從各個 角度拍攝圖像,利用計算機視覺原理將(jiāng)圖像的立體信息合成(chéng)出來。這(zhè)就好(hǎo)像人的兩(liǎng)隻眼睛一樣(yàng),不僅能(néng)夠看到周圍的事(shì)物,而且還(hái)能(néng)夠將(jiāng)AGV車身和物體間的距離測算出來。伴随著(zhe)CCD攝像頭和微型處理器的發(fā)展,計算機視覺導引方式正以其較低的價格、較高的精度與靈活度廣泛受到人們的關注。
(5)慣性導航
随著(zhe)陀螺儀技術的發(fā)展,AGV成(chéng)功實現了髙精度導航。當采用慣性導引方式時,現場場地中需要安放用于定位的模塊。安裝有陀螺儀的AGV在行駛中通過(guò)對(duì)陀螺儀供給的角速度信号、測距編碼器供給的距離信号綜合起(qǐ)來進(jìn)行計算。同時在地面(miàn)上的定位模塊還(hái)爲AGV提供了實時的校正信号,從而就可以實現AGV的自定位。這(zhè)種(zhǒng)導航具有導航精度十分高,技術特别先進(jìn),在各種(zhǒng)現場都(dōu)能(néng)夠使用等優點。但是它與激光導航有著(zhe)一樣(yàng)缺點:需要比較高的成(chéng)本。
 


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