AGV(Automated Guided Vehicle)_學習筆記1_AGV導航方式分類

 
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AGV(Automated Guided Vehicle):自動導引運輸車,是一種配備電磁、雷射等自動導引裝置,能夠沿著預先規劃的導引路徑行駛,並具備安全防護及各種物料搬運功能的運輸車輛。

近期除了 AGV 之外,也延伸出 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自主移動機器人。
AMR 的概念源自機器人技術領域,能夠自主感知環境中的光線變化並做出反應,也可以自主避開障礙物並進行移動。可以將 AMR 視為 AGV 的進階技術。

一般針對B2C市場,比較耳熟能詳的就是掃地機器人的應用。


AGV根據導航方式分類(由早期到近期)
1.磁條導引(Magnetic Tape Guidance)
  • 磁條導引技術與電磁導引技術相似,透過感測器偵測磁條產生的磁場訊號,實現自動導引功能。
優點
  • 導引路徑的鋪設相較於電磁導引更為簡便。
  • 磁條成本相對較低。
缺點
  • 磁條容易損壞,需要定期維護。
  • 當行駛路徑變更時,必須重新鋪設磁條。
  • 車輛只能沿著預先鋪設的磁條路徑行駛,無法自主避開障礙物,也無法透過控制系統即時變更實體行駛路徑。

- 中國大陸主要廠商: 華曉、嘉騰等。
- 台灣相關廠商: 元創智動、綠捷 GreenTrans等。

元創智動





华晓精密 室外平衡重叉车AGV


2. 二維條碼導引(QR Code Navigation)
  • 透過攝影機擷取水平地面或垂直路徑面的二維條碼(QR Code)影像,解析其座標資訊與方向資訊,藉此判斷 AGV 自身的位置及行進方向。
  • 當行駛區域沒有二維條碼時,則透過馬達里程計及陀螺儀進行輔助定位與導航。
  • 與磁條導引相比,建置方式較為簡便,二維條碼標籤成本較低。此外,QR CODE彼此間有間隔,路徑規劃較具彈性,不一定需要沿著固定軌道行駛。
  • 與雷射 SLAM 導航相比,感測器成本相對較低。對環境條件的要求相對較低,朝下攝影機的視野範圍較為穩定。

- 中國大陸主要廠商: 海康機器人、極智嘉(Geek+)、快倉(Quicktron)等。
- 台灣相關廠商: 東捷科技、漢錸科技等。


漢錸科技-無人車搬運系統 Autonomous Mobile System
->這部影片可明確看到地面預先貼好QRCODE


漢錸科技-自動倉儲系統



漢錸科技股份有限公司 智慧自動化


3. 反光板式雷射導引(Laser Reflector Navigation)/激光導航
  • 雷射掃描器(Laser Scanner)透過發射雷射光束,並接收由反光板反射回來的雷射訊號,藉此判斷 AGV 目前的位置與行進方向,再透過連續的三角幾何運算,實現 AGV 的定位與導引功能。


優點
  • AGV 定位精度高。
  • 地面無須額外鋪設磁條或二維條碼等導引設施。
  • 行駛路徑規劃較具彈性,能夠適應不同的作業環境。
缺點
  • 雷射掃描器及反光板的建置成本較高。
  • 對作業環境的要求較高,必須確保反光板的位置固定,且雷射掃描器與反光板之間具有良好的視線條件。

- 中國大陸主要廠商: 國自機器人、未來機器人等。

AMR運用 工廠組裝線零件運輸 (CoRo SLAM)

4. 自然特徵雷射 SLAM 導航(LiDAR SLAM Navigation)

  • 雷射掃描器(Laser Scanner)透過發射雷射光束,並接收由自然環境中的物體(例如牆面、柱子及其他固定設施)反射回來的雷射訊號,擷取周遭環境的特徵資訊。
  • 再透過同步定位與地圖建構(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技術,進行環境特徵比對與定位運算,藉此判斷 AGV 目前的位置及行進方向。

優點
  • 導航系統的現場建置成本相對較低,無須額外安裝反光板或鋪設磁條。
  • 行駛路徑規劃較具彈性,可依作業需求調整行駛路線。
缺點
  • 雷射掃描器及相關定位系統的設備成本較高。
  • 對作業環境的要求較高,若環境特徵不足或經常變動,可能影響定位精度與導航穩定性。

- 中國大陸主要廠商:迦智科技、優艾智合(YOUIBOT)、斯坦德機器人等。


5. 地面紋理/視覺 SLAM 導航(Visual SLAM,V-SLAM)->地面不用貼QRCode、磁條

  • 透過攝影機預先擷取地面紋理特徵,並建立對應的座標資訊及方向資訊。當機器人再次掃描到相同的地面紋理時,便與先前建立的紋理特徵資料庫進行比對,藉此判斷 AGV 目前的位置及行進方向。
  • 運作原理類似人類雙眼的立體視覺,利用三角測量原理,分析兩個攝影機所擷取影像之間的視差(Disparity),藉此估算物體的深度資訊,實現三維空間感知。
  • 與二維條碼導引相比,無須在地面鋪設二維條碼等定位標記,也不需要定期清潔及維護地面標籤。
  • 與雷射 SLAM 導航相比,若 AGV 已配備符合需求的下視攝影機,可利用既有攝影機進行地面紋理辨識,降低額外感測器的建置成本。
  • 建立地面紋理特徵資料庫所需的資料擷取與建置工作量較大。尚未與二維條碼導引技術整合。技術仍持續發展與完善,尚未廣泛推廣應用。
優點
  • 具有高度的技術發展潛力。
缺點
  • 對作業環境的要求較高,尤其容易受到光線條件變化的影響。

2019年 社群小聚#0726智慧零售_視覺導航無人車的應用
(塔奇恩 無軌道搬運車分享製造廠域應用)
台灣塔奇恩科技股份有限公司-110年中臺灣地方產業創新研發SBIR聯合成果展






Ref:
元創智動
綠捷股份有限公司

東捷科技
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鈳洛數位(導航軟體與系統整合)
盟立自動化
旭東機械
中光電智能機器人









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