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最牛停车场一夜爆红之后,你知道它是如何实现的吗?

最牛停车场一夜爆红之后,你知道它是如何实现的吗?

日前,深圳怡丰机器人科技有限公司自动停车场的视频在微信朋友圈疯传,关于这家公司的来历,雷锋网已经做了详细的报道( 中国最牛停车机器人,只是一场精心策划的营销? )。

在这篇报道中,怡丰机器人宣称其采用了激光雷达和反光板的组合来实现AGV的定位和导航, 那么接下来雷锋网好奇的是,这种定位导航技术的原理是什么?它和其它的方案又有什么样的区别?

带着这样的问题,雷锋网 (搜索“雷锋网”公众号关注) 采访了速腾聚创创始人邱纯鑫。

邱纯鑫介绍,目前能用在AGV上的定位导航技术有三种,分别是磁轨导航、“反光板+激光雷达”以及独立的激光雷达导航,它们各有优缺点,实现定位导航的方法也是各不相同。

一、最传统的“磁轨导航”

磁轨导航的方案很简单。按照预先设定好的路线在地面贴上磁带后,AGV就可以在磁带上方自由移动。

因为磁带周围会产生磁场,AGV底部两端有两个电磁传感装置,只要在磁带上方的区域,电磁感应创制就能感应到磁场,最后单片机或者PLC控制单元就可以控制AGV在预先设定的路线上穿梭,当它偏离路径或者需要转弯时,两端的磁感应装置所接收到的电磁信号也会有差异,系统则会通过自动控制系统来纠正行驶方向。

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因为磁带贴好在地面上是固定的,所以采用磁轨方式工作的AGV是按照固定的路线运行。邱纯鑫说,“这种方式技术壁垒不高,它的优势在于研发简单而且性能稳定,成本也低,缺点就是只能按照固定的路线行驶,而且磁带贴在地面上容易受损,也不美观。”

不过,这些缺点并不妨碍它成为业界最主流的AGV方案,工厂搬运车以及送餐机器人几乎都是用磁轨导航集输,例如国内的新松机器人、昆船机器人等都在做这类产品。

与磁轨导航原理类似的还有电磁导航,即把磁带换成金属线也可以取得同样的效果。当然,它的要求更高,需要对金属线加载导引频率,通过对导引频率的识别来实现对AGV的导航。

二、怡丰同款:“反光板+激光雷达”

先感受一下反光板和激光雷达到底长什么样!

在公司的测试车库中,墙壁上每隔几米就安装了一个激光反光板,整个车库大概有20-30个的样子,而激光雷达在每辆AGV的最前端。

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需要注意的是,每个反光板安装好之后,坐标信息都会记录在软件系统里。那么AGV的定位和导航是怎么实现的?

在AGV车行驶的过程中,车前端的激光雷发射的激光打到反射板后激光经过一定的角度反射回激光雷达,通过ToF(Time Of Flight)的测距原理可以计算出AGV和周边反光板的距离,而反光板的位置信息也是已知的,经过计算之后就可以确定AGV的位置,这样才可以继续保持AGV是按已规划好的路径行驶的。理论上,反光板越多AGV的定位就越精确,怡丰的精度达到了5mm。

除此之外,这种方案还可以实现壁障功能。

因为AGV前端的激光雷达在行驶过程中并不只是向反光板发射激光,它会不停地旋转并且会360度无死角发射激光。所以如果出现一辆AGV遇到另一辆AGV的情况,激光雷达可以再次通过ToF的原理测出二者的距离来避免碰撞,按照怡丰给出的数据,AGV前方1.5米如果有障碍物的话,就会启动减速动作,差不多在1米的距离就会停止下来。

因为停车场的车辆多,而且车位的分布也比较复杂,磁轨导航技术在这样复杂的环境下完全没有用武之地。

这样的AGV近乎完美,这也就是为什么怡丰机器人能获得如此高的关注,不过大家也不用太过神化怡丰机器人。这家公司的 激光雷达方案是从瑞典科尔摩根、德国sick以及德国倍加福公司(P+F)三家公司采购而来。

“反光板+激光雷达”方案的特点是,可规划AGV路径、可避障,精度很高可以做到毫米级。但是缺点也很明显,除了成本太高之外,安装反光板是一项大工程,而且有些室内环境并不允许在有限的空间内安装几十甚至几百个反光板。纵观国内市场还没有厂商自主研发这种方案。

三、还未成熟的激光雷达导航

这种方案需要一套基于激光雷达的SLAM算法。

SLAM是一种即时定位于地图构建的技术,它填补了没有反光板的空缺,而激光雷达的测距原理与第二种方案一样。所以即使 少了反光板部分,这种方案依然具备定位功能。

目前,无人驾驶汽车以及扫地机器人等移动机器人范畴的产品都已经开始使用激光雷达来实现定位以及导航。

邱纯鑫告诉雷锋网,这种方案可以路径规划、可以壁障,而且精度同样可以做到很高(10mm),具备了“反光板+激光雷达”所有的优势,同时还不用额外安装反光板。

遗憾的是,这种方案对算法的要求太苛刻,目前还没有相关AGV产品问世。

除了上述三种常用的方案之外,视觉导航、、光学导航、陀螺仪惯性导航等技术也可以用在AGV产品上。AGV厂商一般会根据应用场景、成本以及技术难度来选择最佳的方案。 就目前而言,磁轨导航无疑是最受AGV厂商欢迎的一种方案,但是如果要用在停车场,能胜任的方案大概只有“反光板+激光雷达”了吧!

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