近年來，企業(yè)對智能物流的關(guān)注持續(xù)升溫，很多企業(yè)開始著手建制智能物流系統(tǒng)，智能物流市場迎來了發(fā)展的黃金時代。其中備受矚目的細(xì)分市場是智能物流裝備，據(jù)統(tǒng)計，我國智能物流裝備市場容量2014年達(dá)到496億，2015年達(dá)到684億，2016年達(dá)到862億元，預(yù)計到2018年將達(dá)到1360億，年增速超過20%以上。AGV自動導(dǎo)引車(Automatic Guided Vehicle)就是其中頗具代表性的設(shè)備。AGV作為聯(lián)系和調(diào)節(jié)離散型物流系統(tǒng)以使其作業(yè)連續(xù)化的必要的自動化搬運(yùn)裝卸設(shè)備，因其作業(yè)的高效性在制造企業(yè)內(nèi)得到了大量應(yīng)用，應(yīng)用范圍和技術(shù)水平也在迅猛地發(fā)展。
AGV作為輪式移動機(jī)器人（WMR-Wheeled Mobile Robot）的一個分支，自動導(dǎo)引是其主要的特征，也是企業(yè)在AGV選型是需要關(guān)注的一大問題。隨著各類技術(shù)的發(fā)展，AGV的導(dǎo)引技術(shù)也不斷提升。20世紀(jì)70年代，基本的導(dǎo)引技術(shù)是靠感應(yīng)埋在地下的導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁頻率，通過名為“地面控制器”的設(shè)備打開或關(guān)閉導(dǎo)線中的電磁頻率，從而指引AGV沿著預(yù)定的路徑行駛。20世紀(jì)80年代末期，無線式導(dǎo)引技術(shù)被運(yùn)用到AGV系統(tǒng)中，例如利用激光和慣性進(jìn)行導(dǎo)引，這樣提高了AGV系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性。當(dāng)需要修改路徑時，也不必改動地面或中斷生產(chǎn)。這些導(dǎo)引方式的引入，使得導(dǎo)引方式更加多樣化了。
目前，常用的導(dǎo)引方式有：電磁導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引、色帶導(dǎo)引、激光導(dǎo)引、慣性導(dǎo)引、視覺導(dǎo)引、GPS導(dǎo)引、坐標(biāo)導(dǎo)引等等。多樣的導(dǎo)引方式使企業(yè)在選擇AGV產(chǎn)品時往往無從下手。
要選擇正確的導(dǎo)引技術(shù)，企業(yè)需要先了解各類導(dǎo)引技術(shù)的原理及特點(diǎn)。雖然AGV的導(dǎo)引技術(shù)多種多樣，但究其本質(zhì)，可分為“固定路徑導(dǎo)引”和“自由路徑導(dǎo)引”兩大類。“固定路徑導(dǎo)引”方式的AGV只是簡單地沿著固定的物理線路行駛（如電磁導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引、色帶導(dǎo)引等），AGV上的導(dǎo)引傳感器通過測量AGV與理論路徑（電線、磁帶、色帶等）的偏移量控制AGV的運(yùn)行方向；而“自由路徑導(dǎo)引”的AGV能夠根據(jù)導(dǎo)航及路徑規(guī)劃信息，自動選擇預(yù)設(shè)的“邏輯線路”行駛（如激光導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航等），通過這種方式AGV導(dǎo)航傳感器得到的是間接信號，如，激光導(dǎo)航通過激光掃描器測出反射板的夾角和距離；慣性導(dǎo)航通過陀螺儀測出角加速度并配合地面標(biāo)簽位置。目前集中主流的AGV導(dǎo)引技術(shù)原理及特點(diǎn)如下：
電磁導(dǎo)引
電磁導(dǎo)引是一種較為傳統(tǒng)的導(dǎo)引方式，通過在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬線，并在金屬線上加載電流產(chǎn)生導(dǎo)引頻率，AGV通過對導(dǎo)引頻率的識別和跟蹤，確定運(yùn)行路線。電磁導(dǎo)引的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)引線隱蔽，不易污染和破損，導(dǎo)引原理簡單而可靠，便于控制通訊，對聲光無干擾，投資成本低；缺點(diǎn)是不易擴(kuò)展或改變路徑，對于復(fù)雜路徑局限性大。
圖1 電磁導(dǎo)引的AGV
磁帶導(dǎo)引
磁帶導(dǎo)引與電磁導(dǎo)引相近，不同之處在于采用了在地面上鋪貼磁帶替代在地面下埋設(shè)金屬線，通過磁帶感應(yīng)信號實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。磁帶導(dǎo)引的優(yōu)點(diǎn)是定位精確，靈活性比較好，改變或擴(kuò)充路徑較容易，鋪設(shè)簡單易行，成本也較低；缺點(diǎn)是易受環(huán)路周圍金屬物質(zhì)的干擾、磁帶易受機(jī)械損傷，且AGV智能按磁帶路徑行走，因此在路徑變更時也需要重新鋪設(shè)磁帶。
圖2 磁帶導(dǎo)引的AGV
色帶導(dǎo)引
在AGV的行駛路徑涂漆或粘貼色帶，通過AGV自帶的攝像頭采集色帶圖像并進(jìn)行信號處理實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。光學(xué)導(dǎo)引的優(yōu)點(diǎn)是靈活性比較好，路線設(shè)置簡單易行；缺點(diǎn)是對色帶的臟污和機(jī)械磨損十分敏感，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。
圖3 色帶導(dǎo)引的AGV
激光導(dǎo)引
激光導(dǎo)引是在行駛路徑安裝激光定位標(biāo)致（有高反光性的激光反射板），激光定位標(biāo)致通常安裝在運(yùn)行路徑沿途的墻壁或支柱上。AGV上的激光掃描器發(fā)射激光，同時采集通過反射板反射回來的激光并進(jìn)行信號處理實(shí)現(xiàn)定位和確定航向。優(yōu)點(diǎn)是定位精準(zhǔn)，路徑靈活多變，滿足多種現(xiàn)場環(huán)境；缺點(diǎn)是對環(huán)境光線、地面、設(shè)備反光面有要求，且反射板與AGV的激光掃描器之間不能有障礙物，不適合空中有物流影響的場合。
依據(jù)同樣的原理，若將激光掃描器更換為紅外發(fā)射器、或超聲波發(fā)射器，則激光導(dǎo)引式AGV可以變?yōu)榧t外導(dǎo)引式AGV和超聲波導(dǎo)引式AGV。
圖4 激光導(dǎo)引的AGV
慣性導(dǎo)引
慣性導(dǎo)引是在AGV上安裝陀螺儀，在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV可通過對陀螺儀偏差信號的計算及地面定位塊信號的采集來確定自身的位置和航向。慣性導(dǎo)引的優(yōu)點(diǎn)是定位準(zhǔn)確性高、靈活性強(qiáng)，適用性廣；缺點(diǎn)是成本較高且導(dǎo)引的精度和可靠性與陀螺儀的制造精度及使用壽命密切相關(guān)。
視覺導(dǎo)引
AGV上裝有視覺傳感設(shè)備（CCD攝像機(jī)或視覺傳感器），在車載計算機(jī)中設(shè)置有AGV預(yù)定行駛路徑周圍環(huán)境的圖像數(shù)據(jù)庫。AGV行駛過程中，攝像機(jī)動態(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。視覺導(dǎo)引的優(yōu)點(diǎn)是不需人為設(shè)置物理路徑，具有很強(qiáng)的柔性，隨著計算機(jī)圖像采集、儲存和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，該種AGV的實(shí)用性將越來越強(qiáng)。
圖5 視覺導(dǎo)引的AGV
根據(jù)對各類AGV導(dǎo)引技術(shù)的分析，可以得到各類AGV導(dǎo)引技術(shù)的對比，如下表。
表1 各類AGV導(dǎo)引技術(shù)比較
有的企業(yè)認(rèn)為，最先進(jìn)的導(dǎo)引方式就是最好的。其實(shí)不然，不論是老技術(shù)還是新技術(shù)，都有其優(yōu)缺點(diǎn)和使用的局限性，單一的導(dǎo)引技術(shù)無法覆蓋企業(yè)所有的應(yīng)用需求，企業(yè)根據(jù)不同的場合，不同的使用需求，需要選擇不同導(dǎo)引技術(shù)的產(chǎn)品。例如，在經(jīng)常有叉車或人員來往的路段上，不宜用磁帶導(dǎo)引；如果AGV的路徑經(jīng)常變化的話，應(yīng)考慮使用“自由路徑導(dǎo)引”的技術(shù)；有高空物流的生產(chǎn)現(xiàn)場，不宜適用激光導(dǎo)引的方式……企業(yè)在選擇時，需要綜合考慮應(yīng)用需求、環(huán)境因素、成本等多方面的因素，因地制宜、靈活運(yùn)用，才能是投資的效益最大化。
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本文標(biāo)題：企業(yè)如何選擇AGV產(chǎn)品--導(dǎo)引方式篇
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