自動(dòng)導(dǎo)向小車的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

戚鈺　付維波

摘 要：AGV是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車。本文基于自動(dòng)導(dǎo)向小車目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了AGV的基本原理和特點(diǎn)，并闡述了其未來的發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：線導(dǎo)AGV；種類；原理；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.252

1 AGV的概念及特點(diǎn)

AGV是自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車，它是（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫。是采用自動(dòng)或人工方式裝載貨物，按設(shè)定的路線自動(dòng)行駛或牽引著載貨臺車至指定地點(diǎn)，再用自動(dòng)或人工方式裝卸貨物的工業(yè)車輛。按日本JISD6801的定義：AGV是以電池為動(dòng)力源的一種自動(dòng)操縱行駛的工業(yè)車輛。直接點(diǎn)的話AGV就是無人駕駛的運(yùn)輸車。AGV系統(tǒng)由控制臺、通訊系統(tǒng)、地面導(dǎo)航系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、AGV和地面移載設(shè)備組成，如圖1所示。

自動(dòng)導(dǎo)向小車在FMS中得到了廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)樗哂休^高的柔性，只要改變導(dǎo)向程序，就可以容易的改變、修改和擴(kuò)充AGV的運(yùn)輸路線；具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和擴(kuò)展的功能；安全可靠、維護(hù)方便，AGV能以低速運(yùn)行，一般備有自身的微處理器控制系統(tǒng)，能與本區(qū)的其他控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，以防止相互之間的碰撞。

2 AGV的種類

AGV一般可按3種方式來分類，即導(dǎo)引方式、驅(qū)動(dòng)方式和移載方式 按導(dǎo)引方式來分：a）坐標(biāo)自動(dòng)導(dǎo)引車；b）電磁自動(dòng)導(dǎo)引車；c） 磁帶自動(dòng)導(dǎo)引車；d） 光學(xué)自動(dòng)導(dǎo)引車；e） 激光自動(dòng)導(dǎo)引車；f） 慣性自動(dòng)導(dǎo)引車；g） 視覺自動(dòng)導(dǎo)引車。 未來可能還有GPS，i-GPS（室內(nèi)GPS），d-GPS（差分GPS）。按驅(qū)動(dòng)方式分：a） 單輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)引車；b）雙輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)引車；c）多輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)引車。根據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式，AGV還可能有不同的驅(qū)動(dòng)方法：單輪兼轉(zhuǎn)向，差速、全方位等；按移載方式（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）a） 叉式自動(dòng)導(dǎo)引車；b） 牽引式自動(dòng)導(dǎo)引車；c） 搬運(yùn)型自動(dòng)導(dǎo)引車；d） 裝配型自動(dòng)導(dǎo)引車。AGV到現(xiàn)在已經(jīng)有近50年的歷史了，比較常見的分類方式如下所示：

（1）電磁感應(yīng)引導(dǎo)式AGV：電磁感應(yīng)式引導(dǎo)一般是在地面上，沿預(yù)先設(shè)定的行駛路徑埋設(shè)電線，當(dāng)電流流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)導(dǎo)線周圍產(chǎn)生電磁場，電磁感應(yīng)器所接收的電磁信號的強(qiáng)度差異可以反映AGV偏離路徑的程度。

（2）激光引導(dǎo)式AGV：該種AGV上安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標(biāo)志反射回的激光束，車載計(jì)算機(jī)計(jì)算出車輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)的方向，通過和內(nèi)置的數(shù)字地圖進(jìn)行對比來校正方位，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)。

（3）視覺引導(dǎo)式AGV：AGV行駛過程中，攝像機(jī)動(dòng)態(tài)獲取車輛周圍環(huán)境圖像信息并與圖像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，從而確定當(dāng)前位置，并對下一步行駛做出決策。

3 AGV研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

AGV的應(yīng)用領(lǐng)域主要在制造業(yè)，在重型機(jī)械及部分非制造業(yè)中也有應(yīng)用。由于AGV具有機(jī)能集中、地上系統(tǒng)簡單、施工和系統(tǒng)構(gòu)成容易等優(yōu)點(diǎn)，因此，廣泛地應(yīng)用在機(jī)械加工、汽車制造、港口貨運(yùn)、電子產(chǎn)品裝配、造紙、發(fā)電廠、電子行業(yè)的超凈車間等諸多行業(yè)。對于制造業(yè)，AGV在制造業(yè)的生產(chǎn)線中更為突出，在生產(chǎn)線中，它可以高效、準(zhǔn)確、靈活地完成物料的搬運(yùn)，近年來，AGV的應(yīng)用已經(jīng)深入到機(jī)械加工、微電子制造、卷煙等多個(gè)行業(yè)。對于其他行業(yè)，如在煙草、醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中，一般對于搬運(yùn)作業(yè)有清潔、安全、無排放污染等特殊要求，因此AGV的應(yīng)用也受到重視。AGV在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用將繼續(xù)增長，并進(jìn)入生活服務(wù)行業(yè)，其中包括辦公室、醫(yī)院、賓館、郵政部門、超級市場和高爾夫球場等郵局、圖書館、港口碼頭和機(jī)場，以及危險(xiǎn)場所和特種行業(yè)等，也常常會用到AGV，如在軍事上可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵察。

4 AGV發(fā)展趨勢

（1）智能AGV小車性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），通過功能部件標(biāo)準(zhǔn)化促使單機(jī)價(jià)格有所下調(diào)，平均單機(jī)價(jià)格從7萬元降至5萬元，能夠讓更多中小規(guī)模企業(yè)受益。

（2）智能AGV小車機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可輕易重構(gòu)的方向發(fā)展。如動(dòng)力模塊中的電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)一體化，由機(jī)械模塊、承載模塊用重組方式架構(gòu)AGV整機(jī)，米克力美已有多款模塊化智能AGV產(chǎn)品在售。

（3）智能AGV小車控制系統(tǒng)向PC機(jī)系統(tǒng)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化，系統(tǒng)集成度提高，且采用模塊化結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性、易操作性和遠(yuǎn)程維修等。

（4）智能AGV小車的智能傳感器開發(fā)，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等，還應(yīng)用機(jī)器視覺、力反饋等等多智能傳感器的融合技術(shù)來決策控制，在關(guān)聯(lián)設(shè)備多傳感器融合配置技術(shù)在米克力美現(xiàn)有的AGV設(shè)備系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]吳雄喜.AGV自主導(dǎo)引機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)報(bào)，2012.

作者簡介：戚鈺（1994-），云南昆明人，本科。