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13263452922智能自動化AGV配送機器人的導航模式
AGV(Automated Guided Vehicle)簡介:
美國供應鏈管理專業(yè)協(xié)會對AGV的定義:自動導引小車,是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置,可以在規(guī)定的導航路徑上行駛,是具有安全保護以及各種移載功能的運輸小車。
伴隨自動化程度的提高,傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式發(fā)生了深刻的變化,倉儲物流的自動化己是大勢所趨,生產(chǎn)由單一固定方式向具有較強適應性的柔性生產(chǎn)線過度。為了節(jié)約成本、提高經(jīng)濟效益,柔性制造系統(tǒng)和自動化倉儲系統(tǒng)等先進的生產(chǎn)方式得到廣泛應用,它們是以高智能化系統(tǒng)為決策中心,以機器人、自動化立體倉庫、無人搬運車等為主要設備。其中,無人搬運設備以自動導引小車為標志,它將電子計算機科學、圖像信號處理、自動控制等先進技術融合,是現(xiàn)代物流系統(tǒng)、柔性生產(chǎn)組織系統(tǒng)的關鍵設備。
目前AGV的工作環(huán)境可分為室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境,更多的系統(tǒng)是工作于室內(nèi)或以室內(nèi)為主要工作場所。因為室內(nèi)具有普遍性,能為各種場合使用的移動機器人研制提供理論和技術支持。室內(nèi)環(huán)境視作結構化環(huán)境,光線較穩(wěn)定且環(huán)境復雜程度有限,結構化道路上的標識往往具有明顯的特征,比如顏色、寬度、邊界等,使得道路識別時可以用較簡單的方法進行特征提取,進而恢復道路場景。
AGV應用范圍有:制造業(yè)、倉儲業(yè)、郵局、港口、機場、煙草、醫(yī)藥、食品、化工、核材料、感光材料特種行業(yè)等領域。
智能自動化AGV配送機器人的導航方式:
移動機器人的導航問題主要涉及三個問題:“現(xiàn)在在何處?”,“要往何處去?”,“要如何去?”。其中第一個問題是導航系統(tǒng)中的定位問題,確定移動機器人在工作環(huán)境中相對于全局坐標的位置及其本身的姿態(tài);第二、三個問題是導航系統(tǒng)的路徑規(guī)劃及跟蹤。
研究導航是為了使機器在沒有人為干預的情況下有目的地移動,并完成特定任務,因此物流系統(tǒng)的柔性取決于的導引導航方式,在不同應用場合的系統(tǒng)中采用的導引導航方式也是多元化的。
導引與導航是有差別的,導引是根據(jù)當前狀態(tài)數(shù)據(jù)計算下一周期的運行參數(shù),只需相對位置,與全局坐標無關,導航是指確定自身的位置及航向。AGV的主要導引和導航方式有:
(1)坐標導引AGV
直接坐標導引的原理是:首先把行駛區(qū)域用定位塊分成若干個標準統(tǒng)一的坐標小區(qū)域,然后在行駛時統(tǒng)計經(jīng)過的小區(qū)域的個數(shù),以此來實現(xiàn)導引。常用的有兩種形式:光電式和電磁式。前者是通過不同顏色來劃分坐標小區(qū)域,然后用對顏色敏感的光電器件來計數(shù);后者是用磁塊或者金屬塊來劃分坐標,然后使用對金屬敏感的電磁感應器件來計數(shù)。
這種導引方式的優(yōu)點是:路徑修改簡單,導引的可靠性好,不受環(huán)境背景的影響。缺點是:安裝定位塊復雜,導引定位完全由定位塊的大小和個數(shù)決定,工作量大,精度較低。
(2)電磁導引AGV
電磁導引是使用較多的導引方式之一,埋在地下的導線帶有電磁頻率,通過一個叫做“地面控制器”的設備打開或關閉導線中的頻率,電磁導引靠感應產(chǎn)生的電磁頻率引導沿著埋設的路線行駛。該導引方式技術成熟,經(jīng)濟可靠、引線隱蔽、不易污損和被破壞、導引原理簡單而且便于通訊、不受聲光干擾;但靈活性差、對地面的平整度要求高,路徑難以更改擴展。
(3)光學導引AGV
光學導引是根據(jù)單一光源傳播過程不會改變的原理,在的行駛路徑上鋪設一條反光率穩(wěn)定的色帶,同時在車上裝配能發(fā)射和接收光源的光電傳感器,通過實時比較發(fā)射與檢測到的信號來調(diào)整車輛的運行方向`。它的優(yōu)點是導向線鋪設費用較低,靈活性較好,但對色帶的污染和機械磨損十分敏感,對環(huán)境要求過高,導引可靠性較差。
(4)激光紅外導航AGV
激光紅外導航是在上裝備可發(fā)射和接收激光紅外線的掃描器,導向區(qū)域的四周安裝數(shù)量足夠的激光反射板,通過激光掃描器發(fā)射激光束,同時采集由反射板反射的激光束,通過三角幾何運算確定其當前的位置和航向來實現(xiàn)的導引。該導航方式的優(yōu)點是定位精確,行駛路徑可靈活多變,能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境;缺點是制造成本高,位置計算復雜,抗光干擾的糾錯能力有限。
(5)視覺導航AGV
視覺導航,又稱圖像識別導引。工作原理為攝像機動態(tài)攝取路徑信息,通過圖像處理技術識別出欲跟蹤的路徑,引導運行。視覺導航式既能獲取大信息量,又具備路徑設置和變更簡單,還有系統(tǒng)柔性好等特點。此外,慣性導航方式和GPS導航方式多用于軍方。
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