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物流智能搬運機器人、掃地機器人等機器人採用的自主定位導航技術中,慣性導航是常見的技術之一。該技術是指在機器人或無人車上安裝陀螺儀,在行駛區域的地面上安裝定位塊,通過對陀螺儀偏差信號(角速率)的計算,以及地面定位塊信號的采集,來確定自身的位置和航向,從而做到導引。
蘇寧倉庫中配合揀貨的AGV機器人,資料圖
目前,蘇寧的送貨機器人和AGV(自動導引運輸車)機器人自主導航採用的,都是採用上述導航定位技術。具體來說,蘇寧的送貨機器人和AGV小車採用的是一種名為多線雷射雷達+GPS+慣導等多傳感器融合的定位方式。
蘇寧自動送貨機器人,資料圖
該技術首先是雷射雷達進行環境建圖,獲得先驗點雲地圖,通過GPS和慣性導航初步確定機器所在的全球位置,再通過雷射雷達掃描數據與先驗點雲地圖匹配,獲得更為精準的全球位置,做到精準定位和自主導航。在感知層面,雷射雷達融合視覺,實時識別周圍的行人、車輛和障礙物,為規劃出最優繞行路徑提供依據等。
不過,蘇寧方面表示,雖然慣性導航技術定位精準、地面處理工作量小、路徑靈活性強,但製造成本較高,導引的精度和可靠性與陀螺儀的製造精度,及其後續信號處理密切相關。總之,一種技術手段不能解決所有問題,當前機器人自主導航普遍採用了多種技術組合的模式,以做到優勢互補。
洋山港四期碼頭地下遍布著上萬個這樣的磁釘,資料圖
延伸閱讀:上海洋山港四期碼頭的AGV感知定位技術
2017年年底,上海洋山港四期碼頭正式開港運行。作為目前全球最大的自動化集裝箱碼頭,AGV技術在這座碼頭中起著非常關鍵的作用。據了解,在該碼頭的場地地下,遍布著上萬個傳感器,又稱磁釘,AGV自動導航卡車能夠感知磁釘的位置,從而確定自己在場地中的相對位置,並根據預設好的規劃路徑高精度運作。
為防止鋼筋對磁釘傳感的影響,場地以下20公分的地方沒有任何金屬物質,原本用來建造地基的鋼筋,換成了一種叫做玻璃纖維筋的新材料,質量更輕且沒有磁性。這樣一來,就保證了AGV在探知位置時的精確度。
130輛AGV是什麼概念呢?目前,國內已建成的自動化碼頭中,AGV數量沒有超過50輛的。資料圖
據了解,在整個洋山港四期的碼頭和堆場,總共運行著130輛AGV,而這130輛中的每一輛AGV,都能感知自己的位置。更厲害的是,在多個AGV同時工作時,它能根據實時的交通狀況選擇最經濟的路線,這樣智能的路線選擇,考驗的是工程師們對中央控制系統的設計與把握。未來,隨著數量增長,其系統複雜程度和對算法的要求將成倍增加。
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