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激光导航AGV主流导航方式及特点分析?


​AGV从出现至今,已经衍生出了多种导航方式,每种导航方式均有自己的独特之处和用武之地。目前激光导航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,主要是通过在路面上铺设磁条,通过磁导航传感器不间断地感应磁条产生的磁信号实现导航,通过读取预先埋设的RFID卡来完成指定任务。磁条导航现场施工简单,成本低,对于声光无干扰性,AGV运行线路明显,线路二次变更容易、变更周期短,对施工人员技术要求低。但此导航方式灵活性差,AGV只能沿磁条行走,更改路径需重新铺设磁条,且磁条容易损坏,后期维护成本较高。
激光导航AGV
2.电磁导航

电磁导航是较为传统的导航方式之一,目前仍被许多系统采用。它是在AGV的行驶路径上埋设金属线,并在金属线加载导引频率,通过对导引频率的识别来实现AGV的导引。其主要优点是引线隐蔽,不易污染和破损,导航原理简单而可靠,便于控制和通讯,对声光无干扰,制造成本较低。缺点是路径难以更改扩展,对复杂路径的局限性较大。

3.光学导航

光学导航是在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带,通过对摄像机采入的色带图像信号进行简单处理而实现自动导引。该导航方式分为色带跟踪导航、二维码识别等功能。光学导航技术成熟,应用也较为广泛。目前,亚马逊应用的KIVA机器人就是利用光学导航实现的。该导航方式灵活性比较好,地面路线设置简单易行,但对色带的污染和机械磨损十分敏感,对环境要求过高,导引可靠性较差,精度较低。

4.激光导航

激光导航是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,AGV通过激光扫描器发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和航向,并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导引。

此项技术最大的优点是,AGV定位精确,地面无需其他定位设施,行驶路径可灵活多变,能够适合多种现场环境。缺点是制造成本高,对环境要求比较苛刻(外界光线、地面要求、能见度要求等),不适合室外(尤其是易受雨、雪、雾的影响)应用。

5.视觉导航

视觉导航是在AGV上安装CCD摄像机,AGV在行驶过程中通过视觉传感器采集图像信息,并通过对图像信息的处理确定AGV的当前位置。

视觉导航方式具有路线设置灵活、适用范围广、成本低等优点。但是,由于利用车载视觉系统快速准确地实现路标识别这一技术瓶颈尚未得到突破,因此,目前该方法尚未进入实用阶段。

6.惯性导航

惯性导航是在AGV上安装陀螺仪,在行驶区域的地面上安装定位块,AGV可通过对陀螺仪偏差信号(角速率)的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向,从而实现导引。

此项技术在军方较早运用,其主要优点是技术先进,定位精准,地面处理工作量小,路径灵活性强。其缺点是制造成本较高,导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关。

7.轮廓导航

轮廓导航是目前AGV最为先进的导航技术。该技术利用二维激光扫描仪对现场环境进行测量、学习,并绘制导航环境,然后进行测量学习,修正地图进而实现自动导航功能。轮廓导航利用自然环境(墙壁、柱子以及其它固定物体)进行自由测距导航,根据环境测量结果更新位置。该导航技术的优点是,不需要反射器或其它人工地标,能够降低安装成本,减少维护工作。

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