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前沿技術丨AGV(IGV)和AMR的區別和關聯

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  3. 發布日期:2021/7/6 15:44:16
   AGV、AMR二者的定義一直是行業內外爭論不休的問題,AGV、AMR二者的關聯和界定目前還處于相對模糊的狀態(AGV行業的從業者認為AMR就是一種應用了新技術的AGV,而AMR行業的初創者認為AMR和AGV根本不同)。

   今天國際機器人公司擁有多年的開發應用經驗,本文將結合“自動導引運輸車”的發展趨勢,從常見的“定義及類別、應用效果”兩方面,對AGV(包括IGV)和AMR的區別和關聯進行分析。

                                                                      

產品定義及類別


AGV(Automated Guided Vehicle)即自動導引運輸車,是指基于各種導航技術(色帶、磁帶、磁釘、陀螺儀、二維碼、激光反射板、視覺導航、GPS導航、自然導航、復合導航),自動運行的運輸車。簡單一句話,無論室內室外,沒有人駕駛的運輸車都可以稱作是AGV。

IGV(Intelligent Guided Vehicle)即智慧型導引運輸車,是AGV的發展升級,融合了很多新技術,和傳統AGV相比較,IGV柔性化程度更高,可以不借助標記介質行駛,并且路徑靈活多變,相比傳統AGV,IGV體現的是路徑和功能的部分智能化。

AGV1_x.png

   AMR(Autonomous Mobile Robot)即自主移動機器人,是指自主性很強的移動機器人。只有自主性很強(能對環境中各種動態變化做出自己的合理反應)的移動機器人(如不需要遙控的無人機,無人駕駛汽車等)才稱作AMR。

AGV2.png

   從上述定義及類別描述中可以看出,IGV和工業應用AMR(屬于輪式AMR)在工業應用物流搬運領域產生了交叉融合,AGV行業內,很自然就把最高性能的IGV種類稱作AMR,或者說,AGV行業自然而然就把AMR的發展方向定做了AGV的發展方向、追求目標。


應用效果

   以下從人們常用的幾個角度,對幾種類型的AGV、當前的工業應用AMR進行對比。

AGV3.png

   實施難度:
   磁帶導引AGV的實施比較簡單,因為其適用的場合就比較簡單,現在大多是貼磁條導引線,粘貼方便而且不易損壞,導引AGV軟件上的設置也比較簡單。
   二維碼導引AGV是基于標定的二維碼圖標規劃虛擬導引線路,實施難點在于大面積粘貼二維碼圖標及軟件設置其準確坐標,工作繁瑣而費時。
   激光反射板導引AGV和現階段的AMR差不多。相比之下,前者是難在對激光反射板的軟件定位設置,后者是難在對運行環境的地圖化,好在目前都有專業的繪圖軟件,激光反射板環境,只需要牽引小車沿著運行路線走一遍,就能自動繪出準確的反射板坐標地圖;同樣,當前工業應用AMR的實施前期,基于SLAM技術操作機器人沿著AMR運行區域走兩圈繪制出環境地圖即可,然后在直觀的地圖上進行儲位編輯(但其問題在于:有些環境是實時變化的,無法確保當下測量的地圖一直能用即便AMR對于地圖自學習能力加強,那么其運行穩定性還是會受環境變化影響的)。
   運行穩定性、運行效率、路線靈活性:這幾個指標是相互牽制的。相對來說,激光反射板運行最穩定,二維碼導引運行效率最高,工業應用AMR則最為自由靈活,任何沒有障礙的區域都可以通行。
   作業點精度:磁帶導引AGV、二維碼導引AGV的一次定位精度在10mm左右,工業應用AMR的作業點精度,一次定位精度在10mm左右,激光反射板的AGV一次定位精度在5mm左右。實際應用中,可以增加輔助定位來提高作業點精度。
   成本:相同場合的應用需求下,磁帶導引和二維碼導引的成本最低。
   IGV(最高性能的AGV)和工業應用AMR的成本差異,主要在于配備的傳感器,核心部件的差異。因為為了滿足對周邊環境的準確感知,以便自由規劃路線和避障,工業應用AMR的成本顯然高于激光導引IGV。



基本結論

   AGV(IGV)和AMR概念的起源不同,發展的聚焦點也不一樣,但它們卻在工業物流應用領域產生了強交叉產物——智慧性輪式搬運車。
   AGV行業的人,一直追求怎么讓AGV變得更智能、更柔性,以及更少地對環境改造、更靈活高效的移動,而這正是AMR研究者所研究的內容。AMR的研究者們,在AMR技術逐步成熟的時候,想著怎么讓AMR變成有商業價值的產品,工業物流場景就是一個非常有價值的應用場景,剛好這個場景又是AGV的主場。
   那么,目前最先進的IGV設備,以及目前的工業應用AMR設備,與理論中理想的AMR設備相比較,還存在哪些差距呢? 總結如下:
   ①定位導引技術的差距:
   這其中主要涉及定位技術和導引技術,而目前來看,不借助介質,就憑借一張外部輸入的建筑物地圖,AMR設備或者IGV設備幾乎不能識別自己的位置,目前最接近AMR定位導引理念的的自然導引技術,也需要前期機器對周邊建筑輪廓的識別、人工對地圖的后期修改、輔助導引的介入,才能實現較為穩定的定位導引,這些工作,一點不比反射板導引的安裝識別工作簡單,反而更瑣碎、更費時。融合SLAM技術的自然導引還有很長路要走,才能彌補其受環境變化影響導航穩定性和定位的先天弱點。
   ②感知器件的差距:
   理想的AMR設備,就是能主動感知環境然后做出合理反應。自動搬運車對周邊環境的感知,在工業應用中,要求準確、全天候和全時域,而目前的感知傳感器,較先進的應用是視覺傳感器,其受光線照度、距離、運行速度的影響較大,還不能完全感知自動搬運車周邊的環境情況,從而影響設備做出可靠的動作,像避障等動作,自動搬運車也需要規劃在安全區域內進行,不可能隨時隨地做出避障動作。
   ③靈活路徑規劃與現實應用的差距:
   理想的AMR可以靈活的規劃路線,從而實現從A點到B點的運行,不在乎路途,只在意起點和終點。而實際應用中,狹窄廠房內的物流運輸,會因為固定的規劃路線而使得搬運效率更高,傳統的AGV就是犧牲了靈活性而提升了效率。理想中的AMR是否會為追求靈活性而丟失了效率呢?試想一下,一片僅僅夠兩輛AGV相向行駛的區域,是規劃好兩條相向路線效率高?還是讓自動搬運車用最短路線、感知周邊設備、自動避障去運行效率高?結果是不言而喻的。

   ④較大載重、較大車體的應用場合中,在確保安全性、穩定和效率的前提下,如何使工業應用AMR和IGV更加柔性和靈活,現實和理想還有很大差距。


今天國際的探索



AGV4.png
   為適應IGV(或者工業應用AMR)的發展趨勢,今天國際機器人公司著力研發一款IGV產品,使其具備未來AMR設備的雛形,既能在低于1噸載重標準托盤應用需求下,成為NTI的類似設備的迭代產品,又能做好AMR技術儲備,以面對未來的技術競爭。
   其應具備以下特點:
   ①導引定位方面,應具備自然導引+激光反射板復合導引,根據環境情況,可以靈活選擇導引形式,以確保穩定性和精度;
   ②車型模式方面,采用至少兩組舵輪模型,以滿足車體全向靈活運行的需要,為其能自主重新規劃路線、靈活避障創造條件;
   ③通訊方面,兼容WiFi、5G通訊模式,為視頻功能的擴展、大數據的采集做好平臺;
   ④數據統計方面,最大限度開放單機底層數據(包括車輛狀態、器件特征狀態的數據),做好統計,為引入AI預測車輛狀態做好準備,也為AR等先進手段用于遠程運維打好基礎。


  聲明:本文版權屬于今天國際,如需轉載須聯系本公司。


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