不出意外
，2016年的“雙十一”依舊火爆，對各家電商來說
，這是一次巨大的機遇和考驗。這裏說的機遇和考驗，指的是同一個事：暴增的訂單量。除了考驗電商網站服務器
、支付係統等軟硬件設施，更是極度考驗了電商的倉儲和物流能力。為了應對這樣的情況，自動化倉儲自然成了未來發展的主流方向。

AGV搬運機器人作為物流裝備中自動化水平最高的產品，越來越多地應用於倉儲、製造、醫療等多個行業領域。相比傳統的人工搬運方式

，AGV搬(ban)運(yun)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)不(bu)需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)駕(jia)駛(shi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)就(jiu)能(neng)夠(gou)沿(yan)預(yu)定(ding)的(de)路(lu)線(xian)自(zi)動(dong)行(xing)駛(shi)
，將(jiang)貨(huo)物(wu)或(huo)物(wu)料(liao)自(zi)動(dong)從(cong)起(qi)始(shi)點(dian)運(yun)送(song)到(dao)目(mu)的(de)地(di)。在(zai)物(wu)流(liu)行(xing)業(ye)，隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)商(shang)務(wu)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)，亞(ya)馬(ma)遜(xun)的(de)Kiva機器人、京東的無人倉計劃等都加快了自動化倉儲的進程。

AGV的調度控製係統是實現其自動化的關鍵，即對AGV進行準確調度，確保多個AGV能同時有序
、規範作業。

通俗地說
，AGV控製係統需要解決三個主要問題：我在哪裏？我要去哪裏？我怎麼去？歸納起來分別就是AGV控製係統中的三個主要技術：導航、路徑規劃、導引控製。今天我們就來談談AGV的導航問題。

不同的AGV導航方式在適合的環境下
，才能較好的發揮其優勢。

AGV從發明至今，衍生出了多種導航方式，目前主流的方式有以下幾種：

電磁導航是一種較為傳統的引導方式，通過在AGV的行駛路徑上埋設金屬導線，並加載低頻、低壓電流

，使導線周圍產生磁場，AGV上的感應線圈通過對導航磁場強弱的識別和跟蹤，實現AGV的導引。由於金屬線是被埋設在地下的，具有非常隱蔽、不易破損
、不(bu)易(yi)被(bei)汙(wu)染(ran)的(de)優(you)點(dian)，同(tong)時(shi)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)
，原(yuan)理(li)簡(jian)單(dan)。這(zhe)種(zhong)布(bu)設(she)方(fang)式(shi)也(ye)導(dao)致(zhi)其(qi)路(lu)徑(jing)更(geng)改(gai)靈(ling)活(huo)性(xing)差(cha)，麵(mian)對(dui)實(shi)際(ji)的(de)作(zuo)業(ye)要(yao)求(qiu)，路(lu)徑(jing)需(xu)要(yao)改(gai)變(bian)時(shi)，就(jiu)會(hui)帶(dai)來(lai)特(te)別(bie)多(duo)的(de)麻(ma)煩(fan)
，而(er)且(qie)施(shi)工(gong)量(liang)也(ye)會(hui)特(te)別(bie)大(da)。

磁(ci)帶(dai)導(dao)航(hang)與(yu)電(dian)磁(ci)導(dao)航(hang)有(you)著(zhe)比(bi)較(jiao)相(xiang)近(jin)的(de)原(yuan)理(li)
，在(zai)磁(ci)帶(dai)導(dao)航(hang)中(zhong)，磁(ci)帶(dai)是(shi)被(bei)鋪(pu)設(she)在(zai)路(lu)麵(mian)上(shang)的(de)。目(mu)前(qian)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)
，應(ying)用(yong)較(jiao)為(wei)廣(guang)泛(fan)，使(shi)用(yong)起(qi)來(lai)靈(ling)活(huo)性(xing)較(jiao)高(gao)，鋪(pu)設(she)簡(jian)單(dan)
，改(gai)變(bian)或(huo)擴(kuo)充(chong)路(lu)徑(jing)容(rong)易(yi)。但(dan)因(yin)為(wei)磁(ci)帶(dai)外(wai)露(lu)，易(yi)受(shou)機(ji)械(xie)損(sun)傷(shang)和(he)汙(wu)染(ran)，導(dao)航(hang)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)受(shou)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da)，容(rong)易(yi)受(shou)周(zhou)圍(wei)金(jin)屬(shu)物(wu)質(zhi)的(de)幹(gan)擾(rao)。

光學導航是在AGV的de行xing駛shi路lu徑jing上shang塗tu漆qi或huo粘zhan貼tie色se帶dai，通tong過guo對dui光guang學xue傳chuan感gan器qi采cai入ru的de色se帶dai圖tu像xiang信xin號hao進jin行xing識shi別bie實shi現xian導dao引yin。光guang學xue導dao航hang的de原yuan理li與yu磁ci帶dai導dao航hang方fang式shi類lei似si，靈ling活huo性xing較jiao好hao，布bu設she簡jian單dan。但dan同tong樣yang容rong易yi受shou色se帶dai汙wu染ran和he磨mo損sun的de影ying響xiang，對dui環huan境jing要yao求qiu比bi較jiao高gao。

激光導航是在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV上的激光定位裝置發射激光束並且采集由不同角度的反射板反射回來的信號
，根據三角幾何運算來確定其當前的位置和方向，實現AGV的導引。這種方式的優點是定位精度高
，地麵無需其它定位設施
，行駛路徑可靈活改變。缺點是製造成本高，對光線、地麵、能見度等環境的要求相對苛刻。

視覺導航是一種比較新型的導航方式
，在AGV上安裝CCD攝像機
，行駛過程中通過視覺傳感器采集圖像信息並處理確定AGV的當前位置。這種方式具備良好的導航柔性
，隨著計算機圖像采集
、儲存和處理技術的飛速發展，其實用性也會越來越強。

慣guan性xing導dao航hang以yi陀tuo螺luo和he加jia速su度du計ji為wei敏min感gan器qi件jian，利li用yong加jia速su度du計ji測ce量liang載zai體ti在zai慣guan性xing參can考kao係xi的de加jia速su度du
，根gen據ju陀tuo螺luo的de輸shu出chu建jian立li導dao航hang坐zuo標biao係xi
，經jing過guo積ji分fen運yun算suan獲huo得de載zai體ti在zai導dao航hang坐zuo標biao係xi中zhong的de速su度du和he位wei置zhi，達da到dao導dao航hang定ding位wei的de目mu的de。

慣(guan)性(xing)導(dao)航(hang)技(ji)術(shu)最(zui)早(zao)應(ying)用(yong)於(yu)火(huo)箭(jian)製(zhi)導(dao)，後(hou)來(lai)隨(sui)著(zhe)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)提(ti)高(gao)，人(ren)們(men)對(dui)慣(guan)性(xing)技(ji)術(shu)了(le)解(jie)的(de)不(bu)斷(duan)普(pu)及(ji)和(he)深(shen)入(ru)，慣(guan)性(xing)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)已(yi)逐(zhu)步(bu)從(cong)軍(jun)用(yong)擴(kuo)展(zhan)到(dao)民(min)用(yong)。慣(guan)性(xing)導(dao)航(hang)是(shi)AGV領ling域yu一yi項xiang新xin興xing的de技ji術shu
，它ta是shi一yi種zhong自zi主zhu式shi的de導dao航hang技ji術shu，相xiang比bi傳chuan統tong的de導dao航hang方fang式shi
，慣guan性xing導dao航hang不bu需xu要yao布bu設she任ren何he設she備bei，不bu依yi賴lai於yu外wai界jie環huan境jing，具ju有you更geng大da的de運yun動dong自zi由you度du
，更geng適shi合he應ying用yong於yu智zhi能neng倉cang儲chu物wu流liu、車間移動裝配等。

除了上述提到的幾種主流導航方式，還有SLAM導航、二維碼導航、混合導航（如激光磁釘混合導航）等比較新穎的導航技術。麵對這麼多種AGV導航技術解決方案
，總結起來就是：大部分技術需要通過場地改造（鋪磁軌、貼色帶、貼地標二維碼
、安裝激光反射板）來實現
，這些外部設施的搭建使得建設及維護成本高
，受環境的限製大，靈活性較差。

微慣導AGV適用場景

慣性導航技術作為一種不依賴於外部信息
、也不向外部輻射能量的自主式導航定位技術
，其優勢在於給定了初始條件後，不需要外部參照就可確定當前位置
、fangxiangjisudu
，shiyongyugezhongfuzadilihuanjinghewaijieganraoxiadejingquedingwei，qienengbuduanceliangweizhidebianhua
，jingquebaochidongtaizitaijizhun。suizhekejijinbu
，chengbenjiaodi、體積較小的微機械係統（MEMS）器件精度越來越高，“微慣導”定位技術己經逐步推廣到工業、軍事等領域，且在公安消防、應急救援中得到了比較成熟的應用。

微慣導AGV適用於如下場景：

1. 非固定路線
，AGV可以全自由度移動；

2. 大場景長距離，路徑鋪設複雜，需要多個AGV協同完成任務
；

3. 空間比較狹窄，需要AGV前進、後退或側向移動
；

4. 路徑更改和場地拓展較為頻繁的場合；

5. 其他不方便鋪設磁條等設備的應用場合。

以我們自主研發的微慣導人員定位產品為例，定位精度達到0.3%，相當於走1公裏誤差不到3米

，適應

將高性能的微慣導定位產品移植到AGV上
，可為AGV、叉車等提供高精度的航向角、俯仰角、橫滾角等數據
，獲取驅動輪數據後，結合慣導加速度信息可輸出穩健的慣導定位結果。按AGV行駛速度為3m/s估算，10s內定位誤差優於5cm（排除環境幹擾、AGV抖動

、打滑等影響）。

下麵是在沒有其他任何輔助信息的條件下，僅依靠采集微慣導的運動參數和機器人的速度參數，我們做的一個AGV模擬小車定位效果試驗。小車行走的軌跡為5m*5.5m的矩形，總裏程約60m。

在AGV的實際應用場景中，倉儲
、工廠等麵積往往比較大，在大場景長距離情況下
，由於慣導固有的漂移率，仍然會有較大的累積誤差，需要外部的信息進行校準。

目前市麵上也出現了一些將慣導技術應用於AGV的公司，大概是采用“慣性傳感器+磁釘”技術方案，利用磁釘加RFID等配合AGV車體進行糾偏
，保證慣性導航係統的精度及可靠性。但是這種方案同樣存在磁釘施工難度較大、路線拓展不便等問題。

“微慣導+UWB（稀疏配置）”的融合定位方式，如下圖所示
，以微慣導定位為主，單個UWB基站輔助定位，利用UWB測距信息對慣導累積的位置和方向漂移進行校正，增強了AGV在複雜環境條件下的抗幹擾能力，保證AGV在複雜軌跡運行時有較高的精度定位，同時實現多終端軌跡標定。

在這個定位方案中
，微慣導連續定位替代當前大部分AGV導航方式中的離散定位，AGV路lu徑jing規gui劃hua突tu破po了le固gu定ding路lu線xian的de束shu縛fu，具ju有you更geng大da的de運yun動dong自zi由you度du，導dao航hang出chu錯cuo時shi能neng夠gou及ji時shi糾jiu正zheng路lu線xian，規gui劃hua路lu線xian多duo，靈ling活huo性xing更geng高gao
，特te別bie適shi合he於yu智zhi能neng倉cang儲chu物wu流liu、車間移動裝配等應用場景，特別適合多AGV並行工作。

工業的發展、電商的湧現、人力成本的劇增使得自動化倉儲成為趨勢，傳統倉儲物流勞動力效率低、人力成本高，已經無法滿足企業高效運轉的需求。微慣導AGV在自動化倉儲行業的應用，體現了慣性導航係統的自主定位、不受幹擾、布設簡單靈活等優勢，體現了AGV的先進性、實用性、經濟性、安全性、可靠性等特點。