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AGV物流车不同导航方式架构组成

日期: 2021-11-16 11:19 点击:

        AGV物流车的不同导航方式架构组成

        AGV物流车的导航部分通常由传感器收集位置信息,发送给车辆控制器,从而实现车辆位置的定位,目前较为常见的导航方式包括:激光导航、磁导航、电感应线导航、二维码导航等。具体如下:

1.激光导航

        
        AGV物流车激光导航是利用激光扫描仪扫描反光板或者实际轮廓来计算获取当前的叉车位置。例如下图的激光扫描仪(Laser Scanner)通过LAN口通讯方式连接到车辆控制器(Vehicle Controller)。根据实际应用情况,激光导航又细分为反光板导航和自然导航两种不同的导航技术。


2.反光板导航
     反光板导航是通过在现场布置反光板标记物作为导航特征点,配合反光板测绘软件(Reflector Surveyor)将反光板的实际坐标(X,Y)和反光板朝向角度(Angle)数据导入车辆控制器。利用激光扫描仪(LS2000)连续扫描同一平面的不同反光板,根据扫描到的反光板的坐标,角度和距离来计算出车辆的实际位置。反光板导航目前作为最主流稳定的导航方式,基本可应用于各类大型仓库,制造车间。其技术难点在于对于玻璃和强反光材料会造成假反射,从而影响反光板导航的精度。目前科尔摩根的反光板导航2.0技术可实现最少2个反光板即可定位车辆的位置,来减少此类假反射的影响。

3.自然导航
自然导航不同于反光板导航,无需在现场布置反光板标记物。利用自然导航测绘软件(Natural Surveyor)直接扫描出现场的实际轮廓,将其整合生成特征点导入到车辆控制器。车辆运行时,根据实际扫描到的轮廓和测绘的轮廓进行比对来计算出车辆的实际位置,自然导航的技术难点在于当激光扫描仪高度的轮廓发生过多动态的变化时,将直接影响导航的精度甚至丢失位置。通常需要保持50%的轮廓匹配率才能保证车辆的高精度定位。 


4.磁导航
     磁导航是利用磁传感器(Macome Antenna)来检测地面上的磁钉或者磁带进行定位的一种导航方式。磁传感器是通过输入输出模块 (I/O)来连接到车辆传感器 (Vehicle Controller)的,在叉车移动的每个方向都需要在车辆底部安装一个磁传感器。例如单舵轮叉车需要前后两个磁传感器用于车辆前进、后退时检测磁钉或者磁带,双舵轮叉车需要四个磁传感器用于车辆前进、后退、左横移、右横移。磁导航需要在地面埋入磁钉或者贴上磁带来实现磁传感器的检测,因此可细分为磁钉导航和磁带导航。

5.磁钉导航

     磁钉导航是在地面相隔一定距离埋入磁钉进行导航定位。将磁钉的位置信息导入车辆控制器,当磁传感器检测到相应位置的磁钉时获取位置信息,实现定位。由于磁钉导航是一种非连续的导航方式,一旦磁传感器没有扫到磁钉,车辆将处于盲导航状态,所以需要利用车辆的编码器反馈和控制器内置的惯性导航设备(IMU)来进行辅助定位。
     磁钉导航适用于因空间有限无法布置反光板的环境,例如高密度货架仓储区域,或者户外的空旷区域,以及恶劣的环境区域(低可见度,灰尘等)。其技术难点在于如果现场地面安装了带磁性的设备,比如电梯,钢结构地板等,会导致磁钉误检测,因此需避免此类情况或通过科尔摩根车辆应用软件(Vehicle Application Designer)进行参数优化。

6.磁带导航

     磁带导航和磁钉导航的唯一区别在于铺设的是连续的磁带用作磁导航。另外需要在磁带的边上间隔一定距离贴上方形磁块,利用接近传感器来检测这些方形磁块用作纵向的位置更新。由于磁带是贴在地表面,所以应避免车轮对其碾压造成破坏,从而影响导航精度。

7.电感应线导航
     电感应线导航通过电磁传感器(CRAV)对埋在地下的通电导线(通电导线产生的电磁场)进行检测。电磁传感器需要通过集成设备(WGU20)和车辆控制器(Vehicle Controller)进行通讯,采用CANPOEN协议,集成设备挂载在车辆控制器的CAN 1总线上。一个集成设备可以配备两个电磁传感器实现车辆在两个方向上的定位检测。和磁带导航原理类似,车辆的每个行驶方向都需要安装一个电磁传感器用来检测导线实现连续的横向位置更新。另外,还需要安装一个接近传感器用于检测地面间隔一定距离安装的小磁块,实现纵向的位置更新。