AGV技术介绍

AGV（Automated Guided Vehicle,自动导航搬运车），国内称为搬运机器人，是大型厂矿和码头的重要自动化搬运设备，AGV能够根据分布在工作区域的传感器准确计算自己的位置，指导搬运车在工位和仓库之间自主行走，运行期间无需任何人工干预。可以自动接受工人的呼叫指令，自动到达呼叫位置，自动沿着设计路线运行，自动检测障碍物品并停止，自动检测电池电量并根据需要自动充电。在所有功能里，核心技术是导引技术，即采用何种传感器，如何计算AGV的所在位置的技术。 AGV导引技术主要有电磁导引、磁导引、激光导引、视觉（图像）导引，下面分述其原理。 1、 电磁导引技术 在工作区域的地面下嵌入AGV导引信号线（特制金属导线），如图1。 图1 埋设AGV电磁导引信号线的截面示意图 设计一个导引信号发生器，在导线两端施加特定交流电磁信号，如图2，在AGV车体上左右各安装两个传感器，检测地下导线发射的交变电磁场信号，通过比较两个传感器检测出的信号强度和频率差异，可以计算AGV与导线之间的偏差距离，从而控制AGV沿导引线走行。 图2 AGV工作示意图 电磁导引是较为传统的AGV导引方式之一，主要优点是导引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单而可靠，便于控制和通讯，能对抗声光干扰，制造成本较低。缺点是路径难以更改扩展，对复杂路径的局限性大。 2、 磁导引技术 电磁导引技术的导引信号是交变电磁场，磁导引技术的信号则是恒定不变的磁场信号。类似地，我们在车间地面上或地面下铺设强磁性磁条，如图3。由于磁场信号作用距离短，磁条多数铺设在地面上。 图3 磁条铺设 由于磁条本身具有恒定的磁场信号，不需要额外的信号发生器。在AGV车体上左右各安装两个磁场传感器，检测磁条的磁场信号，通过比较两个传感器检测出的磁场信号强度的差异，计算AGV与磁条之间的偏差和距离，控制AGV沿磁条线路走行。如图4。 图4 磁导引AGV工作示意图 磁导引也是较为传统的AGV导引方式之一，主要优点是不需要额外信号源，导引原理简单而可靠，能对抗声光干扰，制造成本较低。缺点是容易退磁，容易磨损,对复杂路径的局限性大。 3、 激光导引技术 激光导引是在AGV行驶路径的周围墙壁上安装位置精确的激光反射板,如图5，现场墙壁上安装了3块激光反射板，然后测定每一块反射板的精确坐标（X1,Y1…），存储在AGV车载计算机中。AGV通过激光头发射激光束，并采集由反射板反射的激光束，可以测出各条反射光线的长短（L1,L2,…）和角度(θ1, θ2, …)，由平面几何知识可知，只需任意选择两块已知坐标的反射板，根据测出的距离和角度，就可以计算出AGV当前的位置和方向，如此通过连续的三角几何运算来获得AGV的运动位置并控制AGV的纠偏走行，如图5。 图5 激光导引原理 激光导引的主要优点是：地面无需其他定位设施；行驶路径可灵活多变。缺点是容易被镜面物体干扰信号，技术仅由少数国外厂商所掌握，国内实际使用的激光导引AGV技术大多依赖进口，抬高了生产成本。 4、 视觉导引技术 该种AGV上装有CCD摄像机和传感器，在车载计算机中设置有AGV欲行驶路径周围的环境图像数据库。AGV行驶过程中，摄像机就像人眼那样动态获取车辆周围环境图像信息并与图像数据库进行比较，从而确定当前位置并对下一步行驶做出决策，并且能够观察到前方的障碍物，自动更换路径绕行。这种AGV由于不要求人为设置任何物理路径，因此在理论上具有最佳的引导柔性，是未来的主流导引技术。 欢迎技术交流：luweishan@yahoo.com.cn