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13263452922智能自動(dòng)化AGV配送機(jī)器人的導(dǎo)航模式
AGV(Automated Guided Vehicle)簡介:
美國供應(yīng)鏈管理專業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)AGV的定義:自動(dòng)導(dǎo)引小車,是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置,可以在規(guī)定的導(dǎo)航路徑上行駛,是具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸小車。
伴隨自動(dòng)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(chǔ)物流的自動(dòng)化己是大勢所趨,生產(chǎn)由單一固定方式向具有較強(qiáng)適應(yīng)性的柔性生產(chǎn)線過度。為了節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益,柔性制造系統(tǒng)和自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)等先進(jìn)的生產(chǎn)方式得到廣泛應(yīng)用,它們是以高智能化系統(tǒng)為決策中心,以機(jī)器人、自動(dòng)化立體倉庫、無人搬運(yùn)車等為主要設(shè)備。其中,無人搬運(yùn)設(shè)備以自動(dòng)導(dǎo)引小車為標(biāo)志,它將電子計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像信號(hào)處理、自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)融合,是現(xiàn)代物流系統(tǒng)、柔性生產(chǎn)組織系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)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?yàn)槭覂?nèi)具有普遍性,能為各種場合使用的移動(dòng)機(jī)器人研制提供理論和技術(shù)支持。室內(nèi)環(huán)境視作結(jié)構(gòu)化環(huán)境,光線較穩(wěn)定且環(huán)境復(fù)雜程度有限,結(jié)構(gòu)化道路上的標(biāo)識(shí)往往具有明顯的特征,比如顏色、寬度、邊界等,使得道路識(shí)別時(shí)可以用較簡單的方法進(jìn)行特征提取,進(jìn)而恢復(fù)道路場景。
AGV應(yīng)用范圍有:制造業(yè)、倉儲(chǔ)業(yè)、郵局、港口、機(jī)場、煙草、醫(yī)藥、食品、化工、核材料、感光材料特種行業(yè)等領(lǐng)域。
智能自動(dòng)化AGV配送機(jī)器人的導(dǎo)航方式:
移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航問題主要涉及三個(gè)問題:“現(xiàn)在在何處?”,“要往何處去?”,“要如何去?”。其中第一個(gè)問題是導(dǎo)航系統(tǒng)中的定位問題,確定移動(dòng)機(jī)器人在工作環(huán)境中相對(duì)于全局坐標(biāo)的位置及其本身的姿態(tài);第二、三個(gè)問題是導(dǎo)航系統(tǒng)的路徑規(guī)劃及跟蹤。
研究導(dǎo)航是為了使機(jī)器在沒有人為干預(yù)的情況下有目的地移動(dòng),并完成特定任務(wù),因此物流系統(tǒng)的柔性取決于的導(dǎo)引導(dǎo)航方式,在不同應(yīng)用場合的系統(tǒng)中采用的導(dǎo)引導(dǎo)航方式也是多元化的。
導(dǎo)引與導(dǎo)航是有差別的,導(dǎo)引是根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算下一周期的運(yùn)行參數(shù),只需相對(duì)位置,與全局坐標(biāo)無關(guān),導(dǎo)航是指確定自身的位置及航向。AGV的主要導(dǎo)引和導(dǎo)航方式有:
(1)坐標(biāo)導(dǎo)引AGV
直接坐標(biāo)導(dǎo)引的原理是:首先把行駛區(qū)域用定位塊分成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的坐標(biāo)小區(qū)域,然后在行駛時(shí)統(tǒng)計(jì)經(jīng)過的小區(qū)域的個(gè)數(shù),以此來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)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(biāo)小區(qū)域,然后用對(duì)顏色敏感的光電器件來計(jì)數(shù);后者是用磁塊或者金屬塊來劃分坐標(biāo),然后使用對(duì)金屬敏感的電磁感應(yīng)器件來計(jì)數(shù)。
這種導(dǎo)引方式的優(yōu)點(diǎn)是:路徑修改簡單,導(dǎo)引的可靠性好,不受環(huán)境背景的影響。缺點(diǎn)是:安裝定位塊復(fù)雜,導(dǎo)引定位完全由定位塊的大小和個(gè)數(shù)決定,工作量大,精度較低。
(2)電磁導(dǎo)引AGV
電磁導(dǎo)引是使用較多的導(dǎo)引方式之一,埋在地下的導(dǎo)線帶有電磁頻率,通過一個(gè)叫做“地面控制器”的設(shè)備打開或關(guān)閉導(dǎo)線中的頻率,電磁導(dǎo)引靠感應(yīng)產(chǎn)生的電磁頻率引導(dǎo)沿著埋設(shè)的路線行駛。該導(dǎo)引方式技術(shù)成熟,經(jīng)濟(jì)可靠、引線隱蔽、不易污損和被破壞、導(dǎo)引原理簡單而且便于通訊、不受聲光干擾;但靈活性差、對(duì)地面的平整度要求高,路徑難以更改擴(kuò)展。
(3)光學(xué)導(dǎo)引AGV
光學(xué)導(dǎo)引是根據(jù)單一光源傳播過程不會(huì)改變的原理,在的行駛路徑上鋪設(shè)一條反光率穩(wěn)定的色帶,同時(shí)在車上裝配能發(fā)射和接收光源的光電傳感器,通過實(shí)時(shí)比較發(fā)射與檢測到的信號(hào)來調(diào)整車輛的運(yùn)行方向`。它的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)向線鋪設(shè)費(fèi)用較低,靈活性較好,但對(duì)色帶的污染和機(jī)械磨損十分敏感,對(duì)環(huán)境要求過高,導(dǎo)引可靠性較差。
(4)激光紅外導(dǎo)航AGV
激光紅外導(dǎo)航是在上裝備可發(fā)射和接收激光紅外線的掃描器,導(dǎo)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(shí)采集由反射板反射的激光束,通過三角幾何運(yùn)算確定其當(dāng)前的位置和航向來實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)引。該導(dǎo)航方式的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是制造成本高,位置計(jì)算復(fù)雜,抗光干擾的糾錯(cuò)能力有限。
(5)視覺導(dǎo)航AGV
視覺導(dǎo)航,又稱圖像識(shí)別導(dǎo)引。工作原理為攝像機(jī)動(dòng)態(tài)攝取路徑信息,通過圖像處理技術(shù)識(shí)別出欲跟蹤的路徑,引導(dǎo)運(yùn)行。視覺導(dǎo)航式既能獲取大信息量,又具備路徑設(shè)置和變更簡單,還有系統(tǒng)柔性好等特點(diǎn)。此外,慣性導(dǎo)航方式和GPS導(dǎo)航方式多用于軍方。
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