启明创投投资的中国细胞成功登陆科创板
06-17
雷锋网出版社：作者大哥GZ，根纳微科技技术总监，西安电子科技大学硕士，学习控制理论与控制工程专业。
曾作为核心成员参与国家重要惯导产品项目，研究成果已成功应用于军工领域。
目前负责团队的技术路线和产品技术研发，略涉惯性导航、超宽带、激光、空间定位的视觉SLAM。
不出意外，今年的“双十一”依然火爆，这对于各个电商企业来说是一个巨大的机遇和考验。
这里所说的机遇和考验，指的是同一件事：订单量的激增。
除了测试电商网站服务器、支付系统等软硬件设施外，还极其考验电商仓储物流能力。
为了应对这样的情况，自动化仓储自然成为未来发展的主流方向。
AGV搬运机器人作为物流装备中自动化程度最高的产品，越来越多地应用于仓储、制造、医疗等多个行业。
与传统的人工搬运方式相比，AGV搬运机器人无需人工驾驶即可沿预定路线自动行驶，将货物或物料从起点自动运输至目的地。
在物流行业，随着电商的快速发展，亚马逊的Kiva机器人、京东的无人仓计划等都加速了自动化仓储的进程。
AGV调度控制系统是实现其自动化的关键，即准确调度AGV，保证多台AGV同时有序、规范地运行。
通俗地说，AGV控制系统需要解决三个主要问题：我在哪里？我要去哪里？我怎么去？总结起来，就是AGV控制系统中的三大技术：导航、路径规划、引导控制。
今天我们就来说说AGV导航。
不同的AGV导航方式在合适的环境下才能最好地发挥各自的优势。
自AGV发明以来，衍生出多种导航方式。
目前主流的方式有：电磁导航是一种比较传统的引导方式，在AGV的行驶路径上埋设金属线，加载低频低压电流。
，使导线周围产生磁场，AGV上的感应线圈通过识别和跟踪导航磁场的强度来实现AGV的引导。
由于金属线埋在地下，所以具有非常隐蔽、不易损坏、不易污染等优点。
同时成本低、原理简单。
这种布局方式也导致路径变化的灵活性较差。
面对实际运营需求，当需要改变路径时，会带来很大的麻烦，且施工量极大。
磁带导航与电磁导航的原理比较相似。
在磁带导航中，磁带铺设在道路上。
目前该技术比较成熟，应用广泛，使用灵活度高，敷设简单，易于更改或扩展路径。
然而，由于胶带暴露在外，因此很容易受到机械损坏和污染。
航行稳定性受环境影响较大，容易受到周围金属物质的干扰。
光学导航是在AGV的行驶路径上绘制或粘贴色带，通过识别光学传感器拾取的色带图像信号来实现引导。
光学导航的原理与磁带导航类似，灵活性更好，布局简单。
但也容易受到碳带污染和磨损，对环境要求也比较高。
激光导航是在AGV行驶路径周围安装位置精确的激光反射板。
AGV上的激光定位装置发射激光束并收集不同角度的反射面板反射的信号。
其目前的定位和方向是实现AGV引导。
这种方法的优点是定位精度高，地面不需要其他定位设施，可以灵活改变行驶路径。
缺点是制造成本较高，对光线、地面、能见度等环境要求相对严格。
视觉导航是一种比较新的导航方式。
AGV上安装有CCD摄像机。
行驶过程中，通过视觉传感器采集图像信息并进行处理以确定AGV的当前位置。
该方法具有良好的导航灵活性，并且随着计算机图像采集、存储和处理技术的快速发展，其实用性将越来越强。
惯性导航采用陀螺仪和加速度计作为敏感器件，利用加速度计测量载体在惯性参考系中的加速度，根据陀螺仪的输出建立导航坐标系，获得载体在惯性参考系中的速度和位置。
导航坐标系通过积分计算实现导航定位。
的目标。
惯性导航技术首先应用于火箭制导。
后来，随着科学技术的进步，人们对惯性技术的认识不断普及和深入，惯性技术的应用领域也逐渐从军用扩展到民用。
惯性导航是AGV领域的一项新兴技术。
它是一种自主导航技术。
与传统导航方式相比，惯性导航不需要任何设备，不依赖外部环境，具有更大的运动自由度。
比较适合在智能仓储物流、移动车间装配等方面使用。
除了上面提到的主流导航方式外，还有SLAM导航、二维码导航、混合导航（如激光等）等比较新的导航技术。
-磁钉混合导航）。
面对如此多的AGV导航技术方案，总结就是：大部分技术都需要通过场地改造（铺设磁轨、粘贴彩带、粘贴地标二维码、安装激光反射板）以及这些外部设施的建设来实现，这就导致了建设和维护成本高，环境限制大，灵活性差。
微惯性导航AGV适用场景惯性导航技术是一种不依赖外部信息、不向外界辐射能量的自主导航定位技术。
其优点是在给定初始条件后，无需外部参考即可确定当前位置。
、方向和速度，适合各种复杂地理环境和外界干扰下的精确定位，可以连续测量位置变化，准确保持动态姿态基准。
随着科学技术的进步，成本更低、尺寸更小的微机械系统（MEMS）器件的精度越来越高。
“微惯导”定位技术已逐步推广到工业、军事等领域，在公安消防、应急救援等领域也得到了较为成熟的应用。
微惯性导航AGV适用于以下场景： 1.非固定路线，AGV可以完全自由移动； 2、大场景，距离长，路径铺设复杂，需要多台AGV配合完成任务； 3、空间比较狭窄，需要AGV前进、后退或侧向移动； 4、路径变更、站点扩展频繁的场合； 5、其他不方便铺设磁条等设备的应用。
以我们自主研发的微惯导人员定位产品为例。
定位精度达到0.3%，相当于步行1公里误差小于3米。
可适应步行、小跑、侧身、倒退等<15km/h的任何行走姿势。
使用微惯性装置，包括微加速度计和微陀螺仪。
将高性能微惯导定位产品移植到AGV上，可以为AGV、叉车等提供高精度的航向角、俯仰角、侧倾角等数据。
获得驱动轮数据后，结合惯导加速度信息，鲁棒性强。
输出可实现惯性导航定位结果。
假设AGV行驶速度为3m/s，10秒内定位误差优于5cm（排除环境干扰、AGV晃动、打滑等影响）。
下面是我们在没有任何其他辅助信息，仅仅依靠采集微惯性导航的运动参数和机器人的速度参数的情况下，做的一个AGV模拟小车定位效果测试。
小车的运行轨迹是一个5m*5.5m的矩形，总里程约60m。
（原视频地址：glonavin.com）AGV的实际应用场景中，仓库、工厂等区域往往面积比较大。
在大场景、长距离的情况下，由于惯性导航固有的漂移率，仍然会存在较大的累积误差。
，需要外部信息进行校准。
目前，市场上也有一些公司将惯性导航技术应用到AGV上。
他们大概采用了“惯性传感器+磁钉”的技术方案，利用磁钉加上RFID与AGV车体配合进行纠偏，保证惯性导航系统的准确度和准确度。
可靠性。
但该方案也存在磁钉施工难度大、线路扩展不方便等问题。
“微惯导+UWB（稀疏配置）”的融合定位方法，如下图所示，以微惯导定位为基础，以单个UWB基站辅助，利用UWB测距信息计算出惯性导航的累积位置和方向漂移。
校正增强了AGV在复杂环境条件下的抗干扰能力，保证AGV在复杂轨迹上运行时的高精度定位，同时实现多端轨迹标定。
在该定位方案中，微惯性导航连续定位取代了目前大多数AGV导航方式中的离散定位。
AGV路径规划突破了固定路线的限制，具有更大的运动自由度。
当导航出现错误时，可以及时修正路线，规划的路线较多，灵活性较高。
特别适合智能仓储物流、车间移动装配等应用场景。
特别适合多台AGV并行工作。
目前我们的产品用在机器人AnBot上：（原文视频地址：glonavin.com）工业的发展，电子商务的出现，劳动力成本的急剧上升，让自动化仓储成为趋势。
传统仓储物流劳动效率低、人力成本高。
已经不能满足企业高效运营的需求。
微型惯导AGV在自动化仓储行业的应用，体现了惯导系统自主定位、不受干扰、布局简单灵活等优势，以及先进性、实用性、经济性、安全性、可靠性等特点。
自动导引车。
。
注：文章由雷锋网发布，作者原创贡献者。
如需转载，请联系微信ID：tonyfrog。
Genavi是一支专注于室内外“全域”定位核心技术解决方案的团队。
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