自动导向车(AGV)导向技术分析与评价(2)

(5) AGV组成的物流系统不是永久性的，而是在给定的区域内设置。与传统物料输送系统在车间内固定设置且不易变更相比，该物流系统的设置柔性强，并可以充分利用人行通道和叉车通道，从而改善车间地面利用率。
(6) 与其他物料输送方式相比，初期投资大，但可以大幅度降低运行费用，特别是在产品类型和工位较多时。
2导向方法与技术
AGV的导向方式不仅决定着由其组成的物流系统的柔性，也影响着系统运行的可靠性和组态费用。直到20世纪80年代，埋线电磁感应导向技术仍然只是可选择的导向技术之一。随着电子技术的发展，以及AGV导向技术的多样化和导向方式的多元化，使AGV的性能进一步提高并能适应更复杂的工作环境，应用也更为广泛。
2.1导向方法
如表2所示，根据AGV导向信息的来源，导向方式可分为外导式和内导式。前者是指在车辆运行路径上设置导向信息媒体(如带有变频感应电磁场的导线、磁带或色带等)，由车上的传感器检测导向信息的特性(如频率、磁场强度、光强度等)，再将此信息经过处理，控制车辆沿导向路线行驶。后者是指在车辆上预先设定运行路径坐标，在车辆运行中实时检测车辆当前位置坐标并与预先设定值相比较，控制车辆的运行方向，即采用所谓的坐标定位原理。另外，根据AGV导向线路的形式，导向方式又可分为有线式和无线式。外导式中的超声导向、激光导向和光学导向可以称为标志反射法，内导式方法可以称为参考位置设定法。

表2 AGV的导向方法

分类	按信息的来源		按线路的形式
方式	外导式	内导式	有线式	无线式
方法	电磁导向 超声导向 激光导向 光学导向 标线导向	坐标识别 惯性导向 自主导航	电磁线路 磁带线路 色带线路 网格线路 标线线路	超声导向 激光导向 坐标导向 惯性导向 自主导航

　　2.2导向技术
在上述各种导向方法中，所采用的导向技术主要有电磁感应技术、激光检测技术、超声检测技术、光反射检测技术、惯性导航技术、图像识别技术和坐标识别技术等。
2.2.1电磁感应技术
在AGV运行路径上，开设1条宽5mm、深约15mm的敷线槽，并将导线通以5～30kHz的交变电流形成沿导线扩展的交变磁场。车上对称设置2个电磁传感器，利用电磁感应原理，通过检测电磁信号的强度，引导车辆沿埋设的路线行驶。其工作原理见图1。

图1电磁导向方式的工作原理

　　电磁导向分单频制和多频制导向。前者是在整个线路上通以单频率电流，通过通断电流信号控制运行。这种方式要求设置集中控制站，并在各线路的交叉和分支处装设传感标志和分支路段的通断接口。后者是在每个环线或分支路线上通以不同频率的电磁信号，AGV接收到相应频率的电磁信号时才能运行。此导向方法可靠性高，但是对地面的平整度要求高，改变运行路径困难。
除变频电磁感应埋线导向外，还有磁场强度固定的磁带和磁钉导向方式，其导向原理也是通过车上对称设置的2个电磁传感器检测车辆相对运行路径的偏离程度来引导车辆。
2.2.2激光检测技术
AGV实时接收固定设置的3点定位激光信号，通过计算测定其瞬时位置和运行方向，然后与设定的路径进行比较，以引导车辆运行，其工作原理见图2。激光检测技术的导向与定位精度较高，且提供了任意路径规划的可能性。但成本高，传感器和发射或反射装置的安装复杂，位置计算也复杂。
2.2.3光学检测技术
采用光学检测技术引导AGV的运行方向，一般是在运行路径上铺设1条具有稳定反光率的色带。车上设有光源发射和接收反射光的光电传感器，通过对检测到的信号进行比较，调整车辆的运行方向，其工作原理见图3。
2.2.4超声检测技术
超声检测技术是利用墙面或类似物体对超声波的反射信号进行定位导向，因而在特定的环境下可以提高路径的柔性。同时由于不需要设置反射镜面，也降低了导向成本。但是，当运行环境的反射情况比较复杂时，应用还十分困难。