Tóm tắt và Xu hướng phát triển của Công nghệ Định vị và Định vị bằng Laser cho xe được dẫn đường tự động

  • Post Author:
  • Post Category:Post

Xe dẫn đường tự động (AGV) là thiết bị quan trọng trong hệ thống hậu cần của các doanh nghiệp sản xuất hiện đại. Nó chủ yếu được sử dụng để vận chuyển các vật liệu khác nhau và cung cấp một đảm bảo quan trọng cho hoạt động linh hoạt, tích hợp và hiệu quả của hệ thống.

Phương tiện dẫn đường tự động điều hướng bằng laser sử dụng lidar làm cảm biến để phát hiện môi trường xung quanh bên ngoài để điều hướng và định vị. So với các phương pháp dẫn đường khác, phương tiện dẫn đường tự động điều hướng bằng laser có độ tin cậy và tính linh hoạt cao hơn và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất khác nhau.

Hình thức và đặc điểm của chuyển hướng

1. Điều hướng bằng laser dựa trên các điểm đánh dấu phản chiếu

Một số lượng đủ các điểm đánh dấu phản xạ laser được bố trí xung quanh đường lái của phương tiện được dẫn đường tự động và radar laser phát hiện và nhận ra các điểm đánh dấu phản xạ để điều hướng. Nói chung, các điểm đánh dấu phản xạ laser tồn tại ở dạng phản xạ và phản xạ, như trong Hình 1 và 2. Phương pháp điều hướng này ổn định và đáng tin cậy, có độ chính xác định vị cao, độ phức tạp của thuật toán thấp, yêu cầu thấp về môi trường bên ngoài và ứng dụng rộng rãi.

2. Điều hướng bằng laser dựa trên môi trường tự nhiên bên ngoài

Loại điều hướng này còn được gọi là điều hướng tự nhiên, sử dụng thông tin về đường bao được phát hiện bởi nắp xe dẫn đường tự động làm tham chiếu cho việc điều hướng. So với phương pháp điều hướng bằng laser dựa vào các điểm đánh dấu phản chiếu, mặc dù độ chính xác và độ tin cậy của điều hướng tự nhiên tương đối thấp (đặc biệt trong trường hợp thông tin môi trường tương đối đơn lẻ, chẳng hạn như một hành lang dài), độ phức tạp của thuật toán là tương đối cao, nhưng có không cần lắp đặt các điểm đánh dấu phản xạ laser, điều này giúp giảm thời gian cài đặt và gỡ lỗi của hệ thống xe dẫn đường tự động và cải thiện tính linh hoạt của hệ thống xe dẫn đường tự động.

3. Điều hướng bằng laser tổng hợp dựa trên các điểm đánh dấu phản chiếu và môi trường tự nhiên

Trong điều hướng tổng hợp, một mặt, nó sử dụng thông tin môi trường tự nhiên xung quanh để định vị phương tiện được dẫn đường tự động. Mặt khác, nó bố trí các điểm đánh dấu phản quang để giải quyết vị trí thời gian thực của phương tiện được dẫn đường tự động trong khu vực nhà ga, nơi môi trường khó nhận biết hoặc cần định vị chính xác.

So với hai dạng điều hướng đầu tiên, thuật toán điều hướng phức tạp có độ phức tạp cao nhất, vấn đề tổng hợp thông tin cần được quan tâm. Biểu hiện cụ thể là giải pháp toàn diện về vị trí thời gian thực của xe dẫn đường tự động và mô tả thống nhất thông tin bản đồ.

Các vấn đề chính của điều hướng laser

1. Vị trí và xây dựng bản đồ

Cho dù đó là phân loại hàng hóa trong hậu cần và kho bãi, hoặc xử lý vật liệu trong sản xuất, đối với phương tiện dẫn đường tự động điều hướng bằng laser, cần phải lưu trữ thông tin bản đồ đầy đủ trong giai đoạn vận hành, sau đó đưa nó vào hoạt động và bản đồ toàn cầu có thể không. sửa đổi hoặc chỉ Thực hiện các sửa đổi thích hợp.

Việc có được thông tin bản đồ chính xác là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của định vị và dẫn đường trong giai đoạn hoạt động. Một mặt, thông qua nhiều lần phát hiện tĩnh, nhiều bản đồ địa phương có thể được nối với nhau để có được thông tin bản đồ đầy đủ. Mặt khác, một bản đồ hoàn chỉnh cũng có thể thu được bằng cách định vị và lập bản đồ đồng thời (slam).

2. Cảm biến bên trong để định vị

Thông qua các cảm biến bên trong được sử dụng để định vị vô lăng của xe được dẫn hướng tự động, bộ mã hóa lái hoặc đơn vị đo lường quán tính của xe được dẫn hướng tự động, v.v.), vị trí của xe được dẫn hướng tự động có thể được giải quyết. Tuy nhiên, các cảm biến bên trong này không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Để cải thiện độ chính xác định vị của điểm đỗ xe cố định, thuật toán định vị cần được cải thiện và quan trọng hơn, có thể cải thiện độ chính xác định vị bằng cách tăng cường thông tin môi trường bên ngoài. Các phương pháp cụ thể như sau:

  1. Tăng số lượng gương phản xạ;
  2. Xây dựng đường bao cụ thể của địa phương gần vị trí đỗ xe;
  3. Giới thiệu các phương pháp điều hướng như đinh từ và mã QR;
  4. Một cảm biến trực quan được thêm vào phương tiện dẫn đường tự động để quét vật liệu hoặc pallet để đạt được sự kết nối chính xác giữa phương tiện được dẫn đường tự động và mục tiêu.

Xu hướng phát triển của điều hướng laser

1. Điều hướng phức tạp

Trong hầu hết các khu vực lái xe, phương tiện được dẫn đường tự động thực hiện điều hướng tự nhiên và bố trí các điểm đánh dấu phản xạ laser để điều hướng trong các khu vực địa phương yêu cầu độ chính xác định vị cao. Hơn nữa, theo nhu cầu của ứng dụng, các phương pháp điều hướng như dải từ tính, đinh từ tính và mã hai chiều có thể được giới thiệu để cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của phương tiện dẫn đường tự động.

2. Lộ trình lái xe linh hoạt

Phương tiện dẫn đường tự động theo hướng xuất xưởng cần phải có độ tin cậy và hiệu quả cao. Do đó, về cơ bản họ sẽ lái xe theo một con đường cố định được thiết kế sẵn. Giống như đoàn tàu phải đi dọc theo đường ray, mặc dù đường ray có thể được chọn, nhưng nó không thể bị trật bánh.

Về vấn đề này, quỹ đạo cố định của phương tiện được dẫn đường tự động gần cuối nhánh của giàn hàng hóa nhận và đặt có thể bị hủy bỏ, cho phép phương tiện được dẫn đường tự động tự lập kế hoạch đường đi trong khu vực gần cuối theo thông tin môi trường hiện tại. Bằng cách này, một mặt, nó có thể giảm bớt khối lượng công việc thiết kế tuyến đường lái xe trong giai đoạn trước khi vận hành, mặt khác, nó cũng có thể cải thiện tính linh hoạt của hệ thống, và có tác dụng tránh chướng ngại vật nhất định. gần điểm cuối.

3. Mô-đun hóa thông tin điều hướng

Chức năng cơ bản của lidar là thu được đường viền của môi trường bên ngoài bằng cách phát hiện khu vực xung quanh và lấy thông tin bản đồ ở dạng đám mây điểm, như trong Hình 3.

Tóm lược

Phương tiện dẫn đường tự động điều hướng bằng laser có độ tin cậy, độ chính xác và tính linh hoạt cao, có thể ứng dụng cho hầu hết các lĩnh vực sản xuất. Công nghệ dẫn đường bằng laser dựa trên các điểm đánh dấu phản chiếu đã tương đối hoàn thiện. Điều hướng tự nhiên có tiềm năng phát triển lớn hơn vì tính linh hoạt tốt hơn. Việc dẫn đường bằng laser tổng hợp dựa trên hai phương pháp trên, tuy có tính đến độ tin cậy và tính linh hoạt, nhưng có giá trị nghiên cứu rất cao.

Xây dựng bản đồ là một nội dung rất quan trọng của phương tiện dẫn đường tự động dẫn đường bằng laser. Điều hướng bằng laser kết hợp với cảm biến định vị bên trong xe được dẫn đường tự động có thể đạt được chất lượng điều hướng tốt hơn. Trên cơ sở dẫn đường bằng laser, việc giới thiệu các phương pháp điều hướng mới để hỗ trợ, với các đường bao cụ thể bổ sung do môi trường bên ngoài bổ sung, có thể cải thiện hơn nữa độ chính xác và độ tin cậy của định vị.

Do nhu cầu thị trường lớn và các kịch bản ứng dụng rộng rãi hơn của phương tiện dẫn đường tự động điều hướng bằng laser, công nghệ dẫn đường bằng laser tự động của phương tiện cần được cải tiến và cải tiến. Phương tiện dẫn đường tự động điều hướng bằng laser trong tương lai có các phương thức điều hướng phức tạp và đa dạng, các tuyến đường lái xe tự do và linh hoạt hơn, đồng thời thu thập và sử dụng thông tin điều hướng thuận tiện hơn, thuận tiện cho việc phát triển và gỡ lỗi cho nhân viên và nhà điều hành sản xuất sử dụng và bảo trì.