谁会是AGV未来主流的导航方式？
2018-04-18
AGV在智能工厂、智能仓储上得到了广泛应用，技术上获得了迅猛发展，衍生出了多种导航方式，不同的导航方式有何特点？谁会成为未来主流的导航方式呢？
AGV简介
AGV即自动导向小车（Automated Guided Vehicle），因具有良好的柔性和较高的可靠性，能够减少工厂对劳动力的需求，提高产品设备在运输中的安全性且安装容易，维护方便，已经广泛的应用于自动化仓储系统、智能工厂、智能生产等领域。
图 1 AGV工作场景
在应用环境中，往往由多台AGV组成自动导向小车系统，该系统通过WIFI或其他传输链路，控制AGV动作。主要控制功能包括：地图管理、路径导航、路径规划、AGV导航控制、任务分配等
图 2 AGV控制系统软件结构
AGV导航方式
所谓AGV导航方式是指决定其运行方向和路径的方式，它不同于前面所说的一般通信。常用的导航方式分两大类：
l车外预定路径方式：是指在行驶的路径上设置导航用的信息媒介物，AGV通过检测出它的信息而得到导向的导航方式，如视觉二维码、磁带导航、电磁导航等；
l非预定路径(自由路径)导航方式：是指在AGV上储存着布局上的尺寸坐标，通过识别车体当前方位来自主地决定行驶路径的导航方式，如激光导航、SLAM方式（Simultaneous Localization And Mapping）。什么是SLAM？一张图带你认识它，机器人之思考既是SLAM需要解决的问题。
图 3 SLAM需要解决的问题
AGV根据不同的应用场景已衍生出了多种导航方式，每种导航方式也许都存在相应的优劣势，但均能找到自己的“用武之地”。
AGV导航方式分析
早期的AGV多是用磁带或电磁导航，这两种方案原理简单、技术成熟，成本低，但是改变或扩展路径及后期的维护比较麻烦，并且AGV只能按固定路线行走，无法实现智能避让，或通过控制系统实时更改任务。
目前AGV主流的导航方式是二维码+惯导，这种方式使用相对灵活，铺设或改变路径也比较容易，但路径需要定期维护，如果场地复杂则要频繁的更换二维码，另外对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格。
图 4 视觉二维码导航
随着SLAM算法的发展，SLAM成为了许多AGV厂家优先选择的先进导航方式，SLAM方式无需其他定位设施，形式路径灵活多变，能够适应多种现场环境。相信随着算法的成熟和硬件成本的压缩，SLAM无疑会成为未来AGV主流的导航方式。
SLAM大概分为激光SLAM（2D或3D）和视觉SLAM两大类。
图 5 SLAM分类
视觉SLAM目前尚处于进一步研发和应用场景拓展阶段。视觉SLAM因为信息量大，适用范围广等优点受到了广泛关注，但是算法对处理器的要求较高，一般需要准桌面级的CPU甚至GPU，但是AGV用的多是嵌入式处理器，所以短时间很难在小型的AGV设备上大规模应用。
图 6 视觉SLAM导航
激光SLAM比视觉SLAM起步早，理论和技术都相对成熟，稳定性可靠性也得到了验证，并且对于处理器的性能需求大大低于视觉SLAM，比如主流的激光SLAM可以在普通的ARM CPU上实时运行，目前有的AGV厂家已经推出了基于激光SLAM导航的产品。无疑在一段时间内激光SLAM还是主流的SLAM方案。
图 7 激光SLAM导航
ZLG致远电子推出的M6708核心板，搭载freescale l.MX6系列双核/四核Cortex-A9处理器，1G主频，支持硬浮点运算，能够处理多任务执行，外接激光雷达测距传感器，配合SLAM算法，可智能识别外部环境，实现精准快速建立环境地图，规划全局路径。
图 8 M6708核心板接口资源
另外针对AGV行业ZLG致远电子还提供完整的无线联网方案和电源解决方案，有想要了解详细的AVG小车系统解决方案，欢迎一起来交流探讨。
图 9 AGV无线联网方案