agv视觉导航原理，agv主要导航方式有哪些
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|作为AGV的关键技术之一，导航技术近年来的发展引起了业界的高度关注。关联公司还积极推动AGV 导航技术的创新，以适应不断变化和不断发展的市场需求。本文对当前AGV导航的关键技术、主流导航方式以及主要技术创新进行了总结分析，预测了AGV导航技术的发展趋势，希望对行业的发展有所裨益。
AGV（自动导引车）由于其灵活性和可靠性、节省工厂和仓库的劳动力以及易于安装和维护，近年来越来越受欢迎。
特别是随着《中国制造2025》战略的全面推进和电子商务的快速发展，企业对高效、灵活、节能的自动化物流系统的需求日益强烈，对AGV技术的要求也越来越高。作为AGV的关键技术之一，导航技术的发展引起了业界的高度关注。关联公司还积极推动AGV 导航技术的创新，以适应不断变化和不断发展的市场需求。
AGV导航的主要技术是通过根据路径偏移控制速度和转向角度来保证AGV准确地移动到目标点位置和方向，而这个过程称为导航。 AGV导航主要包括三个关键技术点。
1、定位
定位是确定移动机器人在其运行环境中相对于全局坐标的位置和方向，是AGV导航中最基本的环节。目前AGV定位方式分为：种。
(1)卫星定位。这是一种利用空间卫星的高精度导航定位系统。使用GPS定位系统进行AGV定位时，存在短距离定位精度低等问题。
(2)惯性定位。通过集成固定在载体上的三轴加速度计和三轴陀螺仪，可以实时连续获取载体的位置、速度和姿态等信息。然而，纯惯性导航并不适合长期精确定位，因为惯性误差在积分后会无限累积。
(3)电子地图验证与定位。利用图像处理技术，通过将实时获取的环境图像与参考地图进行比较，匹配路标、特定场景、道路曲率等设定特征，确定载体的当前位置。电子地图匹配特别适合校准机器人系统中的长期定位误差。
上述定位方法中，惯性定位是相对定位方法，提供连续的位置和姿态信息，但误差会累积，而卫星定位、电子地图匹配等定位方法是绝对定位方法，提供准确的位置信息。难以获得连续的位置和方向信息。相对定位和绝对定位具有很强的互补性，通常采用将两者结合起来的复合定位方法。
2.环境识别与建模
为了实现AGV自主导航，需要基于各种传感器识别道路边界、地形、�**铩⒁嫉雀髦只肪承畔ⅰ� AGV 通过环境感知来确定前方可到达和不可到达的区域、确定环境中的相对位置以及预测动态�**锏囊贫佣镜芈肪豆婊峁┗ �
目前，多传感器信息融合技术应用于AGV导航系统，其作用与机器人的智能水平有关。该技术的核心是对多个传感器采集到的信息进行有效处理和融合，提高AGV自身对不确定信息的容忍度，保证使用更可靠的信息，使AGV能够更直观地评估自身周围的环境。
3. 路线规划
路线规划是导航的重要组成部分。 AGV随着环境的变化收集和分析环境信息，按照一定的性能进行探索，找到从起点到目标点的最优无碰撞路径或次优无碰撞路径。它还可以应对不确定性。在环境模型中，路径跟踪的因素和误差最小化外部世界对机器人的影响，利用已知信息指导AGV的运动，获得相对较好的运动策略。
根据AGV对环境信息的学**程度不同，有两种类型：基于已知环境信息的全局路径规划和环境未知或局部时基于传感器信息的局部路径规划。有关未知物的信息，例如�**锏拇笮 ⑿巫春臀恢茫匦胪ü衅骰竦谩�
主流导航方式及其特点自AGV问世以来，衍生出了多种导航方式，每种导航方式都有各自的特点和应用。目前，AGV主流的导航方式有以下几种。
1.磁条导航
磁条导航是一项非常成熟的技术，主要是在道路上铺设磁条，用磁性导航传感器不断感应磁条产生的磁信号，读取预埋的RFID卡，完成指定的操作来实现导航。任务。磁条导航具有现场施工简单、成本低、无声光干扰、AGV作业线明显、更换二次线方便、更换周期短、施工人员易于技术要求低等优点。但这种导航方式自由度较低，AGV只能沿着磁条行走，改变路线需要重新拉伸磁条，容易损坏磁条，维护成本也会较高。
2、电磁导航
电磁导航是较传统的导航方法之一，至今仍在许多系统中使用。 AGV引导是通过在AGV行驶路线中埋设金属线，在金属线�**沧案杏ζ德剩⑹侗鸶杏ζ德世词迪值摹Ｆ渲饕诺闶且咭危灰妆晃廴净蛩鸹担己皆砑虻タ煽浚子诳刂坪屯ㄑ叮奚飧扇牛圃斐杀镜停龃硕选Ｈ钡闶呛苣研薷幕蚶┱孤肪叮杂诟丛拥穆肪断拗平隙唷�
3、光学导航
光学导航是一种只需在AGV的行驶路线上绘制或粘贴色带并处理摄像头捕捉到的色带图像信号即可实现自动引导的技术。这种导航方式分为功能区跟踪导航和二维码识别等功能。光学导航技术成熟且应用广泛。目前，亚马逊使用的KIVA机器人采用光学导航。这种导航方式虽然灵活性高，地面路线设置简单易行，但对色带污垢和机械磨损非常敏感，环境要求高，制导可靠性低，精度低。
4.激光导航
激光导航是在AGV 行驶路径周围的精确位置安装激光反射器。 AGV通过激光扫描仪发射激光束，并收集反射器反射的激光束以确定其当前位置和行进方向。此外，通过连续的三角形使用几何运算。实现AGV引导。
该技术最大的优点是AGV定位精确，地面不需要任何其他定位设备，并且具有灵活的行驶路径，可以适应不同的现场环境。缺点是制造成本高，环境要求严格（外部照明、地面要求、能见度要求等），使其不适合户外应用，特别是对雨、雪、雾敏感的应用。
5. 视觉导航
视觉导航是指在AGV�**沧癈CD摄像头，在行驶过程中通过视觉传感器采集图像信息，并对图像信息进行处理以确定AGV的当前位置。
视觉导航方法具有路线设置灵活、适用范围广、成本低等优点。然而，利用车载视觉系统快速准确地实现道路标志识别的技术瓶颈尚未克服，技术尚未达到实用化阶段。
6.惯性导航
惯性导航是指AGV配备陀螺仪，并在行驶区域地面安装定位块，AGV计算陀螺仪的偏差信号（角速度）并采集地面定位块信号，确定位置并进行定位。方向。提供指导。
该技术在军事上应用已有一段时间，其主要优点是技术先进、定位精确、地面处理负荷低、路线灵活性强。缺点是制造成本较高，制导的精度和可靠性与陀螺仪制造精度和后续信号处理密切相关。
7. 概要导航
轮廓导航是目前AGV最先进的导航技术。该技术利用二维激光扫描仪对场地环境进行测量和学**，绘制导航环境、测量和学**、修正地图，实现自动导航功能。轮廓导航利用自然环境（墙壁、柱子和其他固定物体）进行自由范围导航，并根据环境测量值更新位置。这种导航技术的优点是不需要反射器或其他人工地标，减少了安装成本和维护工作量。
导航技术的创新与应用可以说，当前AGV市场的同质化和竞争日趋激烈。面对电商、制造等行业激烈的市场竞争和日益增长的智慧物流市场需求，一些物流系统集成商和新兴物流机器人企业正在寻求创新突破，我们在AGV导航技术领域持续发力。主要创新包括SLAM导航、惯性+视觉导航和抗反射激光导航。
1.SLAM导航
SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）导航是指AGV在移动过程中，在没有事先了解周围环境信息的情况下，根据车载传感器和对周围环境的识别，进行自身定位，同时逐步绘制地图的能力。环境。这意味着您可以构建。 SLAM方法提高了AGV的自主性和环境适应性，使其即使在未知环境下也能自主定位和移动。 SLAM导航无需预先铺设轨道，方便改变导航路线，并可实时避障，有助于实现多台AGV的协同控制。
2017年CeMAT Asia展会上，SLAM导航AGV备受关注。
例如，新松机器人公司新研发的“移动搬运平台”，采用先进的激光SLAM技术，导航精度高，在高动态环境下具有快速、可追溯的搬运过程和智能自动导航。选择完成任务的最佳路径。 Iris Robot展出的SLAM导航移动机器人，利用自身的传感器，即使在未知环境下也能获取感知信息，实时创建周围环境的地图，同时利用创建的地图进行自主定位，实现自主定位。积极躲避�**铩�
2.惯性+视觉导航
目前，组合导航是AGV导航的主要创新方向，其中惯性+视觉导航最为主流。这种组合导航技术通过CCD传感器感知环境，并通过计算机对图像进行处理和分析，以获得飞行器的位置和姿态等导航信息并纠正惯性误差。一方面，视觉导航为惯性导航提供误差修正信息，弥补惯性误差随时间漂移的不足，但另一方面，惯性导航不受光照影响，系统数据更新率高，这取决于率优势。适合此类环境，且短期定位精度高，弥补了实时视觉导航处理不足的缺点。
比如海康机器人自主研发的千模仓储机器人，采用二维码视觉导航+惯性导航双导航技术，实现自主定位，定位精度误差小于5mm，稳定、高效、智能，可以协调你的工作并实现显着的自主定位。实现运营、维护和管理的高效化。欧凯公司最新研发的精灵机器人是一款专门用于工厂轻松、轻量化物�**嵩说牟贰２捎霉咝�+二维码视觉导航，不仅体积小、灵活，而且精度高、速度快，并集成自动避障、自由规划路线、姿态保持等强大功能，提高仓库作业效率。显着改善。
3、无反射镜激光自主导航
无需反射板的激光自主导航技术由爱集微机器人自主研发，并获得国家发明专利。该导航技术无需安装反光板即可实现激光导航AGV小车的定位避障，不需要辅助导航标志，快速自建地图，灵活性高，支持布局变化，具有低维护的特点。成本和远程诊断；与WMS和MES信息交互，实现仓库位置管理；自动选择RFID和二维码识别托盘和货物，实现数据库管理；安全，人机交互；兼容叉车手柄功能，配备高末端机器人叉车功能。
无反光板激光自主导航叉车AGV的应用形式比较广泛，除了与自动化立体仓库系统配合使用外，还可以用于工业生产线上的物流装配和物料周转。此外，艾吉威还在不断开发新的应用领域和应用模式，例如滚轮叉车一体化应用。目前，艾吉威的非反光激光自主导航叉车应用于汽车、家电、电子、电力、新能源等行业，并出口海外。
4.其他创新
一些专注于AGV导航技术研发的企业也在积极推动AGV导航技术的创新。例如，苏州坤厚自动化科技有限公司主要提供移动机器人定位导航模块KH-NaviKit以及基于该技术的无人叉车AGV智能物流系统。机器人核心算法处理器基于公司专有的异构系统架构，能够提供稳定可靠的定位数据，是AGV理想的定位导航解决方案。
综上所述，目前的AGV导航技术复杂多样，根据情况可能会采用不同的导航技术，例如叉车移动时、不适合使用磁条导航时、需要改变路线时等. 必须使用。在许多情况下，应考虑激光导航。在室外环境中，由于气候因素，不适合使用激光导航。在环境恶劣的仓库中，磁钉和RFID导航是一个不错的选择。环境比较好，适合使用二维码导航。
云南昆川智能装备有限公司总经理杨文华表示，随着市场需求的不断变化，未来将会出现更多的导航技术。导航技术没有对错之分，只有合适与否。凡事可靠性是第一位的，AGV导航也是如此，必须根据使用环境和现场情况灵活运用导航技术。
AGV导航技术发展趋势近年来，随着AGV应用领域的扩大，应用的复杂度越来越高，对导航技术及相关技术提出了许多新的要求。未来，AGV导航技术将呈现以下发展趋势。
1. 更多采用无标记自然导航
新松机器人公司高级副总裁王宏宇表示，未来工业互联网、边缘计算、云计算、人工智能与智能移动机器人的融合将更加普遍，带来翻天覆地的变化。这将是。 AGV行业需要更智能、更灵活的AGV。导航技术也将变得更加成熟，越来越多的AGV将采用无标记、自然的导航技术，以适应复杂、开放和动态的环境。例如，自然轮廓导航打破了传统的固定导航方式，不需要安装磁条或反光板等固定标记，具有自主避障能力，更加灵活、适应性强，但价格昂贵。
2、视觉导航仍是重要发展方向
视觉导航因其检测范围广、目标信息齐全等优点，被不少专家认为是未来AGV导航技术的重要发展方向。目前，视觉导航技术已经取得了许多研究成果，但由于现有计算设备计算速度和存储容量的限制，图像处理速度慢的问题尚未得到完全解决。随着计算机技术的发展和高速图像处理关键技术的进步，视觉导航技术将成为具有广阔前景的AGV导航技术。
3.新技术带来新的解决方案
多项新技术、新产品的出现将为AGV导航提供新的解决方案。例如，以个人移动设备为中心的室内定位技术的发展不断取得进展，基于Wi-Fi和蓝牙的各种解决方案日趋成熟并进入市场应用。将这些技术与机器人导航技术相结合，可能会带来AGV室内导航的新思路。
4、新型传感器技术研发
采访中，记者表示，将传统传感器和多传感器信息融合技术应用到移动机器人导航中已经取得了很多重大成果，但在一些特殊环境下，非视觉传感器的探测范围和精度受到限制。了解到有比较。视觉导航系统还不是很理想，不适合一些高精度的导航任务，因此需要开发新的传感器并提出新的信息融合方法来弥补其缺点。因此，开发用于AGV导航的新型传感器和信息融合是行业未来研究的重要课题。