董事长致辞

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前沿技术丨AGV(IGV)和AMR的区别和关联

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  3. 发布日期:2021/7/6 15:44:16
   AGV、AMR二者的定义一直是行业内外争论不休的问题,AGV、AMR二者的关联和界定目前还处于相对模糊的状态(AGV行业的从业者认为AMR就是一种应用了新技术的AGV,而AMR行业的初创者认为AMR和AGV根本不同)。

   今天国际机器人公司拥有多年的开发应用经验,本文将结合“自动导引运输车”的发展趋势,从常见的“定义及类别、应用效果”两方面,对AGV(包括IGV)和AMR的区别和关联进行分析。

                                                                      

产品定义及类别


AGV(Automated Guided Vehicle)即自动导引运输车,是指基于各种导航技术(色带、磁带、磁钉、陀螺仪、二维码、激光反射板、视觉导航、GPS导航、自然导航、复合导航),自动运行的运输车。简单一句话,无论室内室外,没有人驾驶的运输车都可以称作是AGV。

IGV(Intelligent Guided Vehicle)即智慧型导引运输车,是AGV的发展升级,融合了很多新技术,和传统AGV相比较,IGV柔性化程度更高,可以不借助标记介质行驶,并且路径灵活多变,相比传统AGV,IGV体现的是路径和功能的部分智能化。

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   AMR(Autonomous Mobile Robot)即自主移动机器人,是指自主性很强的移动机器人。只有自主性很强(能对环境中各种动态变化做出自己的合理反应)的移动机器人(如不需要遥控的无人机,无人驾驶汽车等)才称作AMR。

AGV2.png

   从上述定义及类别描述中可以看出,IGV和工业应用AMR(属于轮式AMR)在工业应用物流搬运领域产生了交叉融合,AGV行业内,很自然就把最高性能的IGV种类称作AMR,或者说,AGV行业自然而然就把AMR的发展方向定做了AGV的发展方向、追求目标。


应用效果

   以下从人们常用的几个角度,对几种类型的AGV、当前的工业应用AMR进行对比。

AGV3.png

   实施难度:
   磁带导引AGV的实施比较简单,因为其适用的场合就比较简单,现在大多是贴磁条导引线,粘贴方便而且不易损坏,导引AGV软件上的设置也比较简单。
   二维码导引AGV是基于标定的二维码图标规划虚拟导引线路,实施难点在于大面积粘贴二维码图标及软件设置其准确坐标,工作繁琐而费时。
   激光反射板导引AGV和现阶段的AMR差不多。相比之下,前者是难在对激光反射板的软件定位设置,后者是难在对运行环境的地图化,好在目前都有专业的绘图软件,激光反射板环境,只需要牵引小车沿着运行路线走一遍,就能自动绘出准确的反射板坐标地图;同样,当前工业应用AMR的实施前期,基于SLAM技术操作机器人沿着AMR运行区域走两圈绘制出环境地图即可,然后在直观的地图上进行储位编辑(但其问题在于:有些环境是实时变化的,无法确保当下测量的地图一直能用即便AMR对于地图自学习能力加强,那么其运行稳定性还是会受环境变化影响的)。
   运行稳定性、运行效率、路线灵活性:这几个指标是相互牵制的。相对来说,激光反射板运行最稳定,二维码导引运行效率最高,工业应用AMR则最为自由灵活,任何没有障碍的区域都可以通行。
   作业点精度:磁带导引AGV、二维码导引AGV的一次定位精度在10mm左右,工业应用AMR的作业点精度,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。实际应用中,可以增加辅助定位来提高作业点精度。
   成本:相同场合的应用需求下,磁带导引和二维码导引的成本最低。
   IGV(最高性能的AGV)和工业应用AMR的成本差异,主要在于配备的传感器,核心部件的差异。因为为了满足对周边环境的准确感知,以便自由规划路线和避障,工业应用AMR的成本显然高于激光导引IGV。



基本结论

   AGV(IGV)和AMR概念的起源不同,发展的聚焦点也不一样,但它们却在工业物流应用领域产生了强交叉产物——智慧性轮式搬运车。
   AGV行业的人,一直追求怎么让AGV变得更智能、更柔性,以及更少地对环境改造、更灵活高效的移动,而这正是AMR研究者所研究的内容。AMR的研究者们,在AMR技术逐步成熟的时候,想着怎么让AMR变成有商业价值的产品,工业物流场景就是一个非常有价值的应用场景,刚好这个场景又是AGV的主场。
   那么,目前最先进的IGV设备,以及目前的工业应用AMR设备,与理论中理想的AMR设备相比较,还存在哪些差距呢? 总结如下:
   ①定位导引技术的差距:
   这其中主要涉及定位技术和导引技术,而目前来看,不借助介质,就凭借一张外部输入的建筑物地图,AMR设备或者IGV设备几乎不能识别自己的位置,目前最接近AMR定位导引理念的的自然导引技术,也需要前期机器对周边建筑轮廓的识别、人工对地图的后期修改、辅助导引的介入,才能实现较为稳定的定位导引,这些工作,一点不比反射板导引的安装识别工作简单,反而更琐碎、更费时。融合SLAM技术的自然导引还有很长路要走,才能弥补其受环境变化影响导航稳定性和定位的先天弱点。
   ②感知器件的差距:
   理想的AMR设备,就是能主动感知环境然后做出合理反应。自动搬运车对周边环境的感知,在工业应用中,要求准确、全天候和全时域,而目前的感知传感器,较先进的应用是视觉传感器,其受光线照度、距离、运行速度的影响较大,还不能完全感知自动搬运车周边的环境情况,从而影响设备做出可靠的动作,像避障等动作,自动搬运车也需要规划在安全区域内进行,不可能随时随地做出避障动作。
   ③灵活路径规划与现实应用的差距:
   理想的AMR可以灵活的规划路线,从而实现从A点到B点的运行,不在乎路途,只在意起点和终点。而实际应用中,狭窄厂房内的物流运输,会因为固定的规划路线而使得搬运效率更高,传统的AGV就是牺牲了灵活性而提升了效率。理想中的AMR是否会为追求灵活性而丢失了效率呢?试想一下,一片仅仅够两辆AGV相向行驶的区域,是规划好两条相向路线效率高?还是让自动搬运车用最短路线、感知周边设备、自动避障去运行效率高?结果是不言而喻的。

   ④较大载重、较大车体的应用场合中,在确保安全性、稳定和效率的前提下,如何使工业应用AMR和IGV更加柔性和灵活,现实和理想还有很大差距。


今天国际的探索



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   为适应IGV(或者工业应用AMR)的发展趋势,今天国际机器人公司着力研发一款IGV产品,使其具备未来AMR设备的雏形,既能在低于1吨载重标准托盘应用需求下,成为NTI的类似设备的迭代产品,又能做好AMR技术储备,以面对未来的技术竞争。
   其应具备以下特点:
   ①导引定位方面,应具备自然导引+激光反射板复合导引,根据环境情况,可以灵活选择导引形式,以确保稳定性和精度;
   ②车型模式方面,采用至少两组舵轮模型,以满足车体全向灵活运行的需要,为其能自主重新规划路线、灵活避障创造条件;
   ③通讯方面,兼容WiFi、5G通讯模式,为视频功能的扩展、大数据的采集做好平台;
   ④数据统计方面,最大限度开放单机底层数据(包括车辆状态、器件特征状态的数据),做好统计,为引入AI预测车辆状态做好准备,也为AR等先进手段用于远程运维打好基础。


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