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物流自動化裝備與AGV搬運機器人技術解釋

2016-12-10 15:37 性質:轉載 來源:雷鋒網
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  除了上述提到的幾種主流導航方式,還有SLAM導航、二維碼導航、混合導航(如激光磁釘混合導航)等比較新穎的導航技術。面對這么多種AGV導航技術解決方案,總結起來就是:大部分技術需要通過場地改造(鋪磁軌、貼色帶、貼地標二維碼、安裝激光反射板)來實現,這些外部設施的搭建使得建設及維護成本高,受環境的限制大,靈活性較差。

  微慣導AGV適用場景

  慣性導航技術作為一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導航定位技術,其優勢在于給定了初始條件后,不需要外部參照就可確定當前位置、方向及速度,適用于各種復雜地理環境和外界干擾下的精確定位,且能不斷測量位置的變化,精確保持動態姿態基準。隨著科技進步,成本較低、體積較小的微機械系統(MEMS)器件精度越來越高,“微慣導”定位技術己經逐步推廣到工業、軍事等領域,且在公安消防、應急救援中得到了比較成熟的應用。

  微慣導AGV適用于如下場景:

  1. 非固定路線,AGV可以全自由度移動;

  2. 大場景長距離,路徑鋪設復雜,需要多個AGV協同完成任務;

  3. 空間比較狹窄,需要AGV前進、后退或側向移動;

  4. 路徑更改和場地拓展較為頻繁的場合;

  5. 其他不方便鋪設磁條等設備的應用場合。

  以我們自主研發的微慣導人員定位產品為例,定位精度達到0.3%,相當于走1公里誤差不到3米,適應將高性能的微慣導定位產品移植到AGV上,可為AGV、叉車等提供高精度的航向角、俯仰角、橫滾角等數據,獲取驅動輪數據后,結合慣導加速度信息可輸出穩健的慣導定位結果。按AGV行駛速度為3m/s估算,10s內定位誤差優于5cm(排除環境干擾、AGV抖動、打滑等影響)。

  下面是在沒有其他任何輔助信息的條件下,僅依靠采集微慣導的運動參數和機器人的速度參數,我們做的一個AGV模擬小車定位效果試驗。小車行走的軌跡為5m*5.5m的矩形,總里程約60m。

  在AGV的實際應用場景中,倉儲、工廠等面積往往比較大,在大場景長距離情況下,由于慣導固有的漂移率,仍然會有較大的累積誤差,需要外部的信息進行校準。

  目前市面上也出現了一些將慣導技術應用于AGV的公司,大概是采用“慣性傳感器+磁釘”技術方案,利用磁釘加RFID等配合AGV車體進行糾偏,保證慣性導航系統的精度及可靠性。但是這種方案同樣存在磁釘施工難度較大、路線拓展不便等問題。

  “微慣導+UWB(稀疏配置)”的融合定位方式,如下圖所示,以微慣導定位為主,單個UWB基站輔助定位,利用UWB測距信息對慣導累積的位置和方向漂移進行校正,增強了AGV在復雜環境條件下的抗干擾能力,保證AGV在復雜軌跡運行時有較高的精度定位,同時實現多終端軌跡標定。

  在這個定位方案中,微慣導連續定位替代當前大部分AGV導航方式中的離散定位,AGV路徑規劃突破了固定路線的束縛,具有更大的運動自由度,導航出錯時能夠及時糾正路線,規劃路線多,靈活性更高,特別適合于智能倉儲物流、車間移動裝配等應用場景,特別適合多AGV并行工作。

  工業的發展、電商的涌現、人力成本的劇增使得自動化倉儲成為趨勢,傳統倉儲物流勞動力效率低、人力成本高,已經無法滿足企業高效運轉的需求。微慣導AGV在自動化倉儲行業的應用,體現了慣性導航系統的自主定位、不受干擾、布設簡單靈活等優勢,體現了AGV的先進性、實用性、經濟性、安全性、可靠性等特點。

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