Η πλοήγηση και η καθοδήγηση του AGV αναφέρεται στη διαδικασία κατά την οποία το AGV ελέγχει την ταχύτητα και τη γωνία διεύθυνσης με βάση τη μετατόπιση διαδρομής, διασφαλίζοντας έτσι ότι το AGV ταξιδεύει με ακρίβεια στη θέση και την κατεύθυνση του σημείου στόχου. Περιλαμβάνει κυρίως τρία κύρια τεχνικά σημεία:
1. Τοποθέτηση
Η τοποθέτηση είναι το πιο βασικό βήμα στην πλοήγηση και την καθοδήγηση AGV, το οποίο καθορίζει τη θέση και την κατεύθυνση του AGV σε σχέση με τις παγκόσμιες συντεταγμένες στο εργασιακό περιβάλλον.
2. Περιβαλλοντική αντίληψη και μοντελοποίηση
Για να επιτευχθεί αυτόνομη κίνηση του AGV, είναι απαραίτητο να εντοπιστούν διάφορες περιβαλλοντικές πληροφορίες με βάση πολλαπλούς αισθητήρες, όπως όρια δρόμων, συνθήκες εδάφους, εμπόδια κ.λπ. τη σχετική θέση στο περιβάλλον, και προβλέπει την κίνηση των δυναμικών εμποδίων, παρέχοντας έτσι μια βάση για τον τοπικό σχεδιασμό διαδρομής.
3. Σχεδιασμός διαδρομής
Ανάλογα με το βαθμό στον οποίο τα AGV κυριαρχούν στις περιβαλλοντικές πληροφορίες, μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: ο ένας είναι ο συνολικός σχεδιασμός διαδρομής που βασίζεται σε γνωστές περιβαλλοντικές πληροφορίες και ο άλλος είναι ο τοπικός σχεδιασμός διαδρομής που βασίζεται σε πληροφορίες αισθητήρων. Το τελευταίο περιβάλλον είναι άγνωστο ή εν μέρει άγνωστο, δηλαδή το μέγεθος, το σχήμα και η θέση των εμποδίων πρέπει να λαμβάνονται μέσω αισθητήρων.
Σύγκριση μεθόδων πλοήγησης AGV
Τα πρώτα AGV χρησιμοποιούσαν κυρίως μαγνητική ταινία ή ηλεκτρομαγνητική πλοήγηση, η οποία είχε απλές αρχές, ώριμη τεχνολογία και χαμηλό κόστος. Ωστόσο, η αλλαγή ή η επέκταση της διαδρομής και η μετέπειτα συντήρηση ήταν πιο επαχθής, και τα AGV μπορούσαν να ακολουθήσουν μόνο σταθερές διαδρομές και δεν μπορούσαν να επιτύχουν έξυπνη αποφυγή ή αλλαγές εργασιών σε πραγματικό χρόνο μέσω συστημάτων ελέγχου.
Προς το παρόν, η κύρια μέθοδος πλοήγησης για το AGV είναι ο κωδικός QR συν αδρανειακή πλοήγηση, ο οποίος είναι σχετικά ευέλικτος στη χρήση και εύκολος στην τοποθέτηση ή την αλλαγή της διαδρομής. Ωστόσο, το μονοπάτι απαιτεί τακτική συντήρηση. Εάν ο ιστότοπος είναι περίπλοκος, ο κωδικός QR πρέπει να αντικαθίσταται συχνά. Επιπλέον, τίθενται αυστηρές απαιτήσεις για την ακρίβεια και τη διάρκεια ζωής του γυροσκόπιου.
Με την ανάπτυξη του αλγορίθμου SLAM, το SLAM έχει γίνει η προτιμώμενη προηγμένη μέθοδος πλοήγησης για πολλούς κατασκευαστές AGV. Το SLAM δεν απαιτεί άλλες εγκαταστάσεις εντοπισμού θέσης και η μορφή και η διαδρομή του είναι ευέλικτα και προσαρμόσιμα σε διάφορα επιτόπια περιβάλλοντα. Πιστεύω ότι με την ωριμότητα των αλγορίθμων και τη συμπίεση του κόστους υλικού, το SLAM θα γίνει αναμφίβολα η κύρια μέθοδος πλοήγησης για μελλοντικά AGV.
Το SLAM μπορεί χονδρικά να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: SLAM λέιζερ (2D ή 3D) και οπτικό SLAM.
Το Visual SLAM βρίσκεται επί του παρόντος στο στάδιο περαιτέρω ανάπτυξης και επέκτασης σεναρίου εφαρμογών. Το Visual SLAM έχει λάβει ευρεία προσοχή λόγω των πλεονεκτημάτων του, όπως ο μεγάλος όγκος πληροφοριών και η ευρεία δυνατότητα εφαρμογής. Ωστόσο, οι αλγόριθμοι απαιτούν υψηλές απαιτήσεις επεξεργαστή, που συνήθως απαιτούν CPU επιπέδου επιφάνειας εργασίας ή ακόμα και GPU. Ωστόσο, η AGV χρησιμοποιεί κυρίως ενσωματωμένους επεξεργαστές, γεγονός που καθιστά δύσκολη την εφαρμογή της σε μεγάλη κλίμακα σε μικρές συσκευές AGV σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Το Laser SLAM ξεκίνησε νωρίτερα από το οπτικό SLAM και η θεωρία και η τεχνολογία του είναι σχετικά ώριμες. Η σταθερότητα και η αξιοπιστία του έχουν επαληθευτεί και οι απαιτήσεις απόδοσης για επεξεργαστές είναι πολύ χαμηλότερες από το οπτικό SLAM. Για παράδειγμα, το mainstream laser SLAM μπορεί να τρέξει σε πραγματικό χρόνο σε συνηθισμένους επεξεργαστές ARM. Επί του παρόντος, ορισμένοι κατασκευαστές AGV έχουν κυκλοφορήσει προϊόντα που βασίζονται σε πλοήγηση SLAM με λέιζερ. Αναμφίβολα, το laser SLAM θα εξακολουθεί να είναι η κύρια λύση SLAM για κάποιο χρονικό διάστημα.
Η τεχνολογία πλοήγησης και καθοδήγησης AGV εξελίσσεται προς μεγαλύτερη ευελιξία, μεγαλύτερη ακρίβεια και ισχυρότερη προσαρμοστικότητα και η εξάρτησή της από βοηθητικούς δείκτες πλοήγησης γίνεται όλο και μικρότερη. Η μέθοδος πλοήγησης ελεύθερης διαδρομής για εντοπισμό θέσης και κατασκευή χάρτη σε πραγματικό χρόνο, όπως το SLAM, είναι αναμφίβολα η μελλοντική αναπτυξιακή τάση. Πιστεύω ότι στο εγγύς μέλλον, η ενσωμάτωση τεχνολογιών όπως το 5G, η τεχνητή νοημοσύνη, το cloud computing, το IoT και τα έξυπνα ρομπότ θα φέρουν αλλαγές στη γη στη βιομηχανία AGV και η μέθοδος πλοήγησης SLAM με μεγαλύτερη ευελιξία, ακρίβεια και προσαρμοστικότητα θα είναι επίσης πιο προσαρμόσιμο σε πολύπλοκα και συνεχώς μεταβαλλόμενα δυναμικά περιβάλλοντα εργασίας. Μετά την από κοινού ανάπτυξη πολλών κλάδων, θα υπάρξει σίγουρα περισσότερη τεχνολογία πλοήγησης AGV στο μέλλον.