磁導(dǎo)航技術(shù)門檻低，成本低；二維碼導(dǎo)航技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛；激光SLAM導(dǎo)航和視覺SLAM導(dǎo)航靈活精確...在agv市場殘酷競爭之下，優(yōu)勝劣汰，將來誰會是主流的AGV導(dǎo)航方式呢？
近年來，國內(nèi)工業(yè)自動化市場逐漸增長，越來越多企業(yè)引進工業(yè)自動化系統(tǒng)。工業(yè)自動化系統(tǒng)不僅能讓生產(chǎn)成本變低，還能減小能源低消耗，提高生產(chǎn)效率。而在工業(yè)自動化的主流趨勢下，AGV行業(yè)迎來了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)已廣泛在工廠搬運、倉儲物流、醫(yī)療器械運輸、自動停車等場景里。
牽引式拖拉機改造，空中導(dǎo)線導(dǎo)引，帶有車兜——這是1953年世界上第一輛AGV的雛形。經(jīng)過60多年的發(fā)展，最初用導(dǎo)線導(dǎo)航的AGV基本已被淘汰，并進化出多種方式導(dǎo)航。目前，市場上應(yīng)用廣泛的AGV導(dǎo)航方式主要有磁導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、激光導(dǎo)航和視覺導(dǎo)航等。
磁導(dǎo)航
磁導(dǎo)航的核心是“磁場”。
一般是在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬導(dǎo)線或磁條，并加載低頻、低壓電流，使導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，然后AGV上的感應(yīng)線圈對導(dǎo)航磁場強弱進行識別和跟蹤，從而實現(xiàn)AGV導(dǎo)引。
二維碼導(dǎo)航
顧名思義，二維碼導(dǎo)航就是通過掃描二維碼進行導(dǎo)航。
它的原理是AGV通過攝像頭掃描地面鋪設(shè)的二維碼，通過解析二維碼信息獲取當(dāng)前的位置信息。為了提高定位精準(zhǔn)度，二維碼導(dǎo)航通常會與慣性導(dǎo)航相結(jié)合使用，慣性導(dǎo)航可以利用AGV內(nèi)部傳感器(光電編碼器，陀螺儀)獲取當(dāng)前位置和姿態(tài)，輔助二維碼導(dǎo)航定位。
激光導(dǎo)航
激光導(dǎo)航就是通過AGV發(fā)射激光，然后接受反射回來的激光來判斷AGV的位置與環(huán)境。
在AGV車體上安裝激光掃描器，激光掃描器隨AGV的行走的同時會發(fā)出激光束，發(fā)出的激光束被沿AGV行駛路徑鋪設(shè)的多組反射板或工作環(huán)境中的墻面、物體等直接反射回來，觸發(fā)控制器記錄信息，計算出AGV的位置坐標(biāo)等，從而感知周圍環(huán)境。
視覺導(dǎo)航
視覺導(dǎo)航是通過AGV車載視覺傳感器獲取運行區(qū)域周圍的圖像信息來實現(xiàn)導(dǎo)航的方法。
AGV在移動過程中，攝像頭會拍攝地面紋理并進行自動建圖，再將在運行過程中獲取的地面紋理信息，與自建地圖中的紋理圖像進行配準(zhǔn)對比，以此估計移動機器人當(dāng)前位姿，實現(xiàn)移動機器人的定位。
另外，提及一下SLAM導(dǎo)航，SLAM導(dǎo)航現(xiàn)在比較火，被討論得比較多。在AGV領(lǐng)域，SLAM導(dǎo)航包含激光SLAM導(dǎo)航與視覺SLAM導(dǎo)航，SLAM（simultaneouslocalizationandmapping）即同步定位與建圖，指在未知的環(huán)境中，AGV通過自身所攜帶的內(nèi)部傳感器（編碼器、IMU等）和外部傳感器（激光傳感器或者視覺傳感器）來對自身進行定位，并在定位的基礎(chǔ)上利用外部傳感器獲取的環(huán)境信息增量式的構(gòu)建環(huán)境地圖。
相比于要改造環(huán)境的磁導(dǎo)航與二維碼導(dǎo)航，SLAM導(dǎo)航可直接用在任何環(huán)境里，無需花錢花精力改造環(huán)境，拿到即能用。
下面我們來看看這4種主要導(dǎo)航方式優(yōu)缺點的對比：
整體來看，這4種AGV導(dǎo)航方式都有著定位精確的優(yōu)點，但是在成本方面，磁導(dǎo)航和視覺導(dǎo)航成本相對低些，而其他三種方式成本相對高，二維碼導(dǎo)航的二維碼易磨損，會產(chǎn)生較高的維護成本，而激光導(dǎo)航的激光傳感器價格也比較高。
而在路徑規(guī)劃靈活度方面，磁導(dǎo)航的靈活度是最低的，因為磁導(dǎo)航要改變路徑意味著地上的磁導(dǎo)線或磁條要改變，比較麻煩，二維碼導(dǎo)航相對靈活些，改變路徑較容易，而激光SLAM導(dǎo)航和視覺SLAM導(dǎo)航則是最靈活的，屬于無軌導(dǎo)航。
以上幾種AGV導(dǎo)航發(fā)展有先有后，都有各自的缺點和優(yōu)勢，所以從實際的使用場景出發(fā)，他們各有市場。但是，未來誰會是主流的AGV導(dǎo)航方式呢？
磁導(dǎo)航于日本九十年代就大規(guī)模興起了，加上磁導(dǎo)航技術(shù)門檻低，代碼又開源，所以在國內(nèi)發(fā)展的時間最久。不過，磁導(dǎo)航AGV成本低，性能一般，是相對低端的AGV，要求較高的應(yīng)用場景，都不會用它。
未來，隨著市場要求的進一步提高，留給磁導(dǎo)航AGV的空間只會越來越小。
目前，AGV導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)主要集中在二維碼導(dǎo)航、激光SLAM導(dǎo)航和視覺SLAM導(dǎo)航上，未來發(fā)展也將以這三種導(dǎo)航方式為主。
二維碼導(dǎo)航在市場上的火爆離不開二維碼導(dǎo)航機器人Kiva，它于2012年被亞馬遜以億美元的高價收購，瞬間被世界所熟知。Kiva被譽稱為世界上最成功的AGV設(shè)計，定制的雙攝像機成像模塊是Kiva系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，一個攝像頭向下看地面以識別倉庫地板上的二維碼，另一個向上看貨架的底部。每個攝像頭都配備6個紅色LED用于照明。夾在兩個攝像機之間的是圖像處理模塊，能通過高速串口獲取數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)矩陣檢測。
Kiva這種類似棋盤的工作模式令人非常印象深刻，于是，國內(nèi)的電商，智能倉庫也紛紛效仿，采用二維碼導(dǎo)航AGV，進而促進了二維碼導(dǎo)航AGV的發(fā)展。
不過，二維碼導(dǎo)航要求項目現(xiàn)場鋪設(shè)大量二維碼，而二維碼易磨損，維護成本較高，所以，二維碼想要長盛不衰持續(xù)占據(jù)大部分市場是比較難的，尤其是在激光傳感技術(shù)和視覺傳感技術(shù)日漸發(fā)展成熟的情況下。
現(xiàn)在激光SLAM導(dǎo)航和視覺SLAM導(dǎo)航的性能越來越好了，很多人開始重視及看好SLAM導(dǎo)航，目前一些傳統(tǒng)導(dǎo)航AGV也已被SLAM所取代。
SLAM導(dǎo)航的方式能使AGV靈活規(guī)劃路徑，定位準(zhǔn)確，行駛路徑靈活多變，施工較為方方便，能夠適應(yīng)各種實用環(huán)境。
但激光導(dǎo)航成本較高，視覺導(dǎo)航繪制地圖時間較長，所以在目前AGV市場上，這兩種導(dǎo)航AGV的占用率都不是很高。
不過，一方面，隨著自動駕駛的火爆，自動駕駛主要傳感器之一的激光傳感器（尤其是激光雷達）也變得香餑餑，為搶先奪得市場，現(xiàn)各大傳感器公司正努力研發(fā)性價比高的激光傳感器。預(yù)計不久后，激光傳感器的價格會降下去，屆時激光導(dǎo)航AGV將擁有更大的優(yōu)勢。
另一方面，視覺算法正高速發(fā)展，最好的例子就是特斯拉。隨著視覺算法的增強，未來視覺導(dǎo)航的效率會隨之上升，視覺導(dǎo)航AGV應(yīng)用也將更加廣泛。所以，SLAM導(dǎo)航未來可期。
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