Nawigacja i prowadzenie AGV odnosi się do procesu, w którym AGV kontroluje prędkość i kąt skrętu na podstawie przesunięcia ścieżki, zapewniając w ten sposób, że pojazd AGV dokładnie przemieszcza się do pozycji i kierunku punktu docelowego. Obejmuje głównie trzy główne punkty techniczne:
1. Pozycjonowanie
Pozycjonowanie jest najbardziej podstawowym krokiem w nawigacji i prowadzeniu AGV, który określa pozycję i kierunek AGV względem współrzędnych globalnych w środowisku pracy.
2. Percepcja i modelowanie środowiska
Aby osiągnąć autonomiczny ruch pojazdów AGV, konieczna jest identyfikacja różnych informacji środowiskowych na podstawie wielu czujników, takich jak granice dróg, warunki gruntowe, przeszkody itp. AGV określa dostępne i niedostępne regiony w kierunku do przodu poprzez percepcję środowiska, określa względną pozycję w środowisku i przewiduje ruch dynamicznych przeszkód, zapewniając w ten sposób podstawę do planowania lokalnych tras.
3. Planowanie ścieżki
W zależności od stopnia, w jakim pojazdy AGV opanowują informacje o środowisku, można je podzielić na dwa typy: jeden to globalne planowanie ścieżki na podstawie znanych informacji o środowisku, a drugi to lokalne planowanie ścieżki na podstawie informacji z czujników. To drugie środowisko jest nieznane lub częściowo nieznane, co oznacza, że rozmiar, kształt i położenie przeszkód należy określić za pomocą czujników.
Porównanie metod nawigacji AGV
Wczesne AGV wykorzystywały głównie taśmę magnetyczną lub nawigację elektromagnetyczną, które miały proste zasady, dojrzałą technologię i niskie koszty. Jednak zmiana lub poszerzenie ścieżki i późniejsza konserwacja były bardziej uciążliwe, a pojazdy AGV mogły podążać tylko ustalonymi trasami i nie mogły osiągnąć inteligentnego unikania lub zmian zadań w czasie rzeczywistym za pośrednictwem systemów sterowania.
Obecnie główną metodą nawigacji dla AGV jest kod QR plus nawigacja bezwładnościowa, która jest stosunkowo elastyczna w użyciu i łatwa do ułożenia lub zmiany ścieżki. Ścieżka wymaga jednak regularnej konserwacji. Jeśli witryna jest złożona, kod QR należy często wymieniać. Ponadto stawiane są surowe wymagania dotyczące dokładności i żywotności żyroskopu.
Wraz z rozwojem algorytmu SLAM, SLAM stał się preferowaną zaawansowaną metodą nawigacji dla wielu producentów AGV. SLAM nie wymaga innych urządzeń do pozycjonowania, a jego forma i ścieżka są elastyczne i można je dostosować do różnych środowisk na miejscu. Wierzę, że wraz z dojrzałością algorytmów i kompresją kosztów sprzętu SLAM bez wątpienia stanie się główną metodą nawigacji dla przyszłych pojazdów AGV.
SLAM można z grubsza podzielić na dwie kategorie: laserowy SLAM (2D lub 3D) i wizualny SLAM.
Visual SLAM jest obecnie na etapie dalszego rozwoju i rozbudowy scenariusza aplikacji. Wizualny SLAM zyskał szerokie zainteresowanie ze względu na swoje zalety, takie jak duża ilość informacji i szerokie zastosowanie. Jednak algorytmy wymagają wysokich wymagań dotyczących procesora, zwykle wymagając procesora na poziomie komputera stacjonarnego lub nawet procesora graficznego. Jednak AGV wykorzystuje głównie wbudowane procesory, co utrudnia zastosowanie go na dużą skalę na małych urządzeniach AGV w krótkim czasie.
Laser SLAM rozpoczął się wcześniej niż wizualny SLAM, a jego teoria i technologia są stosunkowo dojrzałe. Jego stabilność i niezawodność zostały zweryfikowane, a wymagania dotyczące wydajności procesorów są znacznie niższe niż wizualnego SLAM. Na przykład główny laser SLAM może działać w czasie rzeczywistym na zwykłych procesorach ARM. Obecnie niektórzy producenci pojazdów AGV wprowadzili na rynek produkty oparte na nawigacji laserowej SLAM. Niewątpliwie laser SLAM jeszcze przez pewien czas będzie głównym rozwiązaniem SLAM.
Technologia nawigacji i prowadzenia AGV rozwija się w kierunku większej elastyczności, większej dokładności i większej zdolności adaptacyjnej, a jej zależność od pomocniczych znaczników nawigacyjnych staje się coraz mniejsza. Metoda swobodnej nawigacji po ścieżce pozycjonowania i tworzenia map w czasie rzeczywistym, taka jak SLAM, jest niewątpliwie przyszłym trendem rozwojowym. Wierzę, że w niedalekiej przyszłości integracja technologii takich jak 5G, AI, przetwarzanie w chmurze, IoT i inteligentne roboty przyniesie wstrząsające zmiany w branży AGV, a metoda nawigacji SLAM o większej elastyczności, dokładności i zdolności adaptacyjnej być również bardziej elastyczne w złożonych i stale zmieniających się, dynamicznych środowiskach pracy. Po wspólnym rozwoju wielu dyscyplin w przyszłości z pewnością pojawi się więcej zaawansowanych technologii nawigacji AGV.