leiphone 程弢
日前，中國深圳怡豐機器人科技有限公司自動停車場的影片，在微信朋友圈瘋傳。
在這篇報道中，怡豐機器人宣稱其採用了雷射雷達和反光板的組合，來實現AGV的定位和導航，那麼接下來小編好奇的是，這種定位導航技術的原理是什麼？它和其它的方案又有什麼樣的區別？
帶著這樣的疑問，小編採訪了速騰聚創創始人邱純鑫。
邱純鑫介紹，目前能用在AGV上的定位導航技術有三種，分別是磁軌導航、「反光板+雷射雷達」以及獨立的雷射雷達導航，它們各有優缺點，實現定位導航的方法也是各不相同。
一、最傳統的「磁軌導航」
磁軌導航的方案很簡單。按照預先設定好的路線在地面貼上磁帶後，AGV就可以在磁帶上方自由移動。
因為磁帶周圍會產生磁場，AGV底部兩端有兩個電磁傳感裝置，只要在磁帶上方的區域，電磁感應創制就能感應到磁場，最後單片機或者PLC控制單元就可以控制AGV在預先設定的路線上穿梭，當它偏離路徑或者需要轉彎時，兩端的磁感應裝置所接收到的電磁信號也會有差異，系統則會通過自動控制系統來糾正行駛方向。
因為磁帶貼好在地面上是固定的，所以採用磁軌方式工作的AGV是按照固定的路線運行。邱純鑫說，「這種方式技術壁壘不高，它的優勢在於研發簡單而且性能穩定，成本也低，缺點就是只能按照固定的路線行駛，而且磁帶貼在地面上容易受損，也不美觀。」
不過，這些缺點並不妨礙它成為業界最主流的AGV方案，工廠搬運車以及送餐機器人幾乎都是用磁軌導航集輸，例如中國的新松機器人、昆船機器人等都在做這類產品。
與磁軌導航原理類似的還有電磁導航，即把磁帶換成金屬線也可以取得同樣的效果。當然，它的要求更高，需要對金屬線加載導引頻率，通過對導引頻率的識別來實現對AGV的導航。
二、怡豐同款：「反光板+雷射雷達」
先感受一下反光板和雷射雷達到底長什麼樣！
在公司的測試車庫中，牆壁上每隔幾米就安裝了一個雷射反光板，整個車庫大概有20-30個的樣子，而雷射雷達在每輛AGV的最前端。
需要注意的是，每個反光板安裝好之後，坐標資訊都會記錄在軟體系統裡。再來看看AGV的定位和導航是怎麼實現的。
在AGV車行駛的過程中，車前端的雷射雷發射的雷射打到反射板後雷射經過一定的角度反射回雷射雷達，通過ToF（Time Of Flight）的測距原理可以計算出AGV和周邊反光板的距離，而反光板的位置資訊也是已知的，經過計算之後就可以確定AGV的位置，這樣才可以繼續保持AGV是按已規劃好的路徑行駛的。理論上，反光板越多AGV的定位就越精確，怡豐的精度達到了5mm。
除此之外，這種方案還可以實現避障功能。
因為AGV前端的雷射雷達在行駛過程中，並不只是向反光板發射激光，它會不停地旋轉並且會360度無死角發射雷射。所以如果出現一輛AGV，遇到另一輛AGV的情況，雷射雷達可以再次通過ToF的原理，測出二者的距離來避免碰撞，按照怡豐給出的數據，AGV前方1.5米如果有障礙物的話，就會啓動減速動作，差不多在1米的距離就會停止下来。
因為停車場的車輛多，而且車位的分布也比較複雜，磁軌導航技術在這樣複雜的環境下，完全沒有用武之地。
這樣的AGV近乎完美，這也就是為什麼怡豐機器人能獲得如此高的關注，不過大家也不用太過神化怡豐機器人。這家公司的雷射雷達方案是從瑞典科爾摩根、德國sick以及德國倍加福公司(P+F)三家公司採購而来。
「反光板+雷射雷達」方案的特點是，可規劃AGV路徑、可避障，精度很高可以做到毫米級。但是缺點也很明顯，除了成本太高之外，安裝反光板是一項大工程，而且有些室內環境，並不允許在有限的空間內，安裝幾十甚至幾百個反光板。縱觀目前市場還沒有廠商自主研發這種方案。
三、還未成熟的雷射雷達導航
這種方案需要一套基於雷射雷達的SLAM算法。
SLAM是一種即時定位於地圖構建的技術，它填補了沒有反光板的空缺，而雷射雷達的測距原理與第二種方案一樣。所以即使少了反光板部分，這種方案依然具備定位功能。
目前，無人駕駛汽車，以及掃地機器人等行動機器人範疇的產品，都已經開始使用雷射雷達來實現定位以及導航。
邱純鑫告訴小編，這種方案可以路徑規劃、可以避障，而且精度同樣可以做到很高（小於10mm），具備了「反光板+雷射雷達」所有的優勢，同時還不用額外安裝反光板。
遺憾的是，這種方案對算法的要求太苛刻，目前還沒有相關AGV產品問世。
除了上述三種常用的方案之外，視覺導航、光學導航、陀螺儀慣性導航等技術，也可以用在AGV產品上。AGV廠商一般會根據應用場景、成本以及技術難度來選擇最佳的方案。就目前而言，磁軌導航無疑是最受AGV廠商歡迎的一種方案，但是如果要用在停車場，能勝任的方案大概只有「反光板+雷射雷達」了吧！
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