一家專注複合機器人、全向(xiàng)激光AGV研發(fā)制造國(guó)家高新技術企業
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目前,可以被(bèi)用于非接觸障礙物探測的技術主要有4種(zhǒng):激光測距技術,紅外技術,超聲波技術及微波技術,其中激光掃描式和多探頭紅外光電式技術在AGV上的應用已經(jīng)成(chéng)熟,而其他兩(liǎng)種(zhǒng)方式都(dōu)還(hái)處于工程産品驗證階段。
1 激光掃描探測
如上圖所示,激光探測通常是采用光電調制的方式,由激光二極管向(xiàng)外發(fā)射經(jīng)過(guò)調制的脈沖激光束(Laser Beam)S,當該激光束遇到物體反射回來時,由激光探測器接受到同樣(yàng)的脈沖信号E,通過(guò)對(duì)S信号和E信号微小時間差的計算,就能(néng)夠得到激光發(fā)射點于被(bèi)測 物體之間的距離了。在激光發(fā)射器上加以旋轉,即可使其探測某一扇形範圍内的物體,從而實現激光掃描障礙物探測。
此項技術原理簡單,但真正要實現卻并非易事(shì),其光學(xué)器件的精度,實時計算精度和控制精度要求都(dōu)十分高。
目前應用于AGV上的激光掃描障礙物探測的産品是由德國(guó)SICK公司生産的S3000, 其優點是:精度較高,抗幹擾性好(hǎo),可以采用編程方式對(duì)探測區域進(jìn)行設定并有一定的自學(xué)習功能(néng)。其缺點是:由于激光的特性,無論采用圓柱透鏡還(hái)是棱形透鏡, 掃描範圍都(dōu)隻可能(néng)在一個水平扇形平面(miàn)上,在垂直方向(xiàng)上的局限性很大;從明亮的環境中突然進(jìn)入黑暗環境時,有短時的“晝盲”現象;由于采用高精度的器件及控 制器件其價格很高;一般用戶不具備對(duì)其進(jìn)行編程的能(néng)力,無法調整其探測範圍,需要專業技術人員現場服務,因此其維護費用也會(huì)相應增加。
2 多探頭紅外光電管探測
這(zhè)是在AGV上應用最早的方法,到目前爲止也還(hái)是最爲普遍的方法。
通過(guò)對(duì)波長(cháng)爲0.76~1000um的紅外光進(jìn)行調制發(fā)射,接受反射回來的光線,通過(guò)反射光強來估算被(bèi)探測物體的距離,由于紅外光的波長(cháng)範圍較寬,某一波長(cháng)的光線很容易被(bèi)特定的物體吸收,反射光強的衰減量必然不同,基于這(zhè)樣(yàng)的原理,其檢測距離多爲近似值。
目前可用于AGV上的多探頭紅外光電管探測器産品很多,其中以日本SUNX公司生産的P2系列産品最爲成(chéng)熟,已被(bèi)多數AGV生産廠家認可。該産品的優點 是:紅外線的發(fā)射呈錐形散射,探測幅面(miàn)較大;其結構簡單、體積較小;使用維護簡單方便,用戶可自行調節探測距離;可替代的産品種(zhǒng)類較多,産品價格相對(duì)較 低。其缺點是:不同物體對(duì)紅外光的吸收程度不同,可導緻探測距離上的極大差别;其内部多爲模拟電路,探測精度不高。
3 多探頭超聲波探測
在生活中,我們已經(jīng)看到了超聲波探測器的應用――汽車倒車雷達!但真正要將(jiāng)其用于AGV卻不是那麼(me)容易的,第 一,AGV上的探測器是随時處于工作狀态,對(duì) 器使用壽命有要求;第二,AGV上使用的超聲波探測器的探測範圍要求更遠;第三,AGV上使用的超聲波探測器必須避免多車相遇時的超聲波相互幹擾。
雖然超聲波技術在未來可能(néng)被(bèi)用于AGV上,但由于該技術自身的特性限制,如聲頻範圍20kHz~100kHz,雖然波長(cháng)短,指向(xiàng)性好(hǎo),但其調制特性很差,很容易受到外界噪聲的幹擾,尤其是在工廠的應用;與紅外技術一樣(yàng),聲波也容易被(bèi)某種(zhǒng)特定的材料吸收,而影響測距精度。
4 微波探測
此項技術是利用微波(0.8~3GHz)的多普勒效應,用雷達原理對(duì)被(bèi)測物體進(jìn)行探測,目前在AGV上還(hái)沒(méi)有應用實例。用此技術,可使AGV的探測區域增大,探測器可以隐藏安裝。但其檢測的精度與物體運動的速度和物體的大小有關,因此一般不适用在運動設備上。
5 關于AGV障礙物探測器的選型說明
對(duì)于探測器的選型,在一般情況下,我們是根據用戶的訂購價格來決定的,因爲激光式的與紅外式的産品價格差異是巨大的。若用戶有特殊需求,或用戶對(duì)該類産品有所了解,可以由用戶指定,并付以相應的價格。
6 其他說明
AGV的一般使用環境是無人工作區,安全防護雖然十分必要,但隻有在突發(fā)情況時才起(qǐ)作用,一般不應有人爲故意觸發(fā)安全防護系統,這(zhè)樣(yàng)對(duì)AGV的内部控制器件,及行走系統是很不利的,會(huì)大大縮短其使用壽命影響導引、導航精度!
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