吴雄喜 

浙江工业职业技术学院，绍兴，312000

近年来，国内自动化立体仓库和柔性装配线进入快速发展阶段。其中，在自动仓库与生产车间之间，各工位之间，各段输送线之间，自动导引小车AGV (Automated Guided Vehicle )起了无可替代的作用，它是一种自主移动机器人，装有电磁或光学等自动导引装置，进行非接触式导引，能沿规划路径行驶，自动避开障碍物安全驶向指定目标，从而完成各种给定的任务。与传统的传送辊道或传送带相比，AGV输送路线具有施工简单、路径灵活，不占用空间、较好的移动性、柔性等优点，广泛应用于柔性制造系统和立体仓库。高效可靠的自动化生产系统中，AGV导引车的引入大大提高了产品质量和效率。在我国用工短缺和经济转型升级的关键时期，了解AGV机器人应用现状和发展趋势对开展AGV自主导览平台的研制究具有十分重要的意义。 

1.国外应用现状

国外AGV相关的研究开展较早，1953年美国Barrett Electric公司研制出世界上第一台采用电磁感应方式跟踪路径的AGV。1955年，在英国首先将AGV系统用于实用生产线。1959年，美国首次将AGV用于自动化仓库。1973年瑞典VOLVO公司在汽车装配作业中采用了上百台AGV。1990年，瑞典NDC公司开发了第四代AGV控制系统——激光导引系统。2000年，比利时Egmin公司推出了激光导引与惯性导航、激光测角与测距相结合的导引控制技术。

国外的科研人员已不满足于仅仅将AGV应用于生产线和物料搬运等行业，正在进一步挖掘其更深层次的应用潜力。目前，法国正在研制新一代的AGV列车系统，时速可达到350公里以上；国外正在深入研究AGV的机器视觉导引技术，将会进一步拓展AGV的应用领域。

2.国内应用现状

与欧美发达国家相比，我国对AGV的研究和应用较晚。1976年，由北京起重运输机械研究所研制出最早的实用型AGV。二十世纪80代末，北京机械工业自动化研究所研制出立体仓库中使用的AGV，中科院沈阳自动化研究所研制出汽车发动机装配专用AGV。90年代，清华大学计算机技术应用系研制出了用于邮政中心的AGV。2007年吉林大学燕学智、王树勋等人基于超声波传感器设计了自动引导车辆的定位系统，提出了一种高精度测量超声波信号传播时间的方法，该方法采用双超声波发射传感器依照一定的时序进行工作，解决了信号相互干扰问题。

AGV在我国获得了一定程度上的应用，但是依然还存在一些突出的问题：

1）应用普及率低。从应用领域的发展看，主要是从较为集中的机械制造、加工、装配生产线向更广泛的自动化生产、物料搬运、物品仓储、商品配送等行业拓展。截止2010年7月，我国应用的自动导引小车系统AGVS不超过160套，AGV不超过4000台，而且主要集中在烟草和汽车行业，在烟草行业应用的就有60多套。

2）科技含量较低。AGV在我国的研究及应用起步较晚，中国于1976年才由北京起重机械研究所研制出第一台AGV。从AGV最重要的技术——导引方式来看，中国成熟的AGV大都采用电磁导引、光条纹导引等难度较低的导引方式，虽然已经在先进的激光和视觉导引方式方面有所研究，但还处于理论研究阶段。

3）AGV使用成本高。在我国，普通的AGV相当于两台叉车的价格，高档的AGV相当于四台叉车的价格，如此昂贵的价格让许多企业望而却步，宜于开发价格低廉、性能可靠的AGV以是当务之急。

3.未来发展趋势

未来AGV在中国的应用领域会越来越广，涉及到烟草、柔性制造、物流等诸多领域，其研究重点主要体现在一下几个方面：

1）移动机器人室内定位方法及其定位精度

运用多个全局视觉标签，在机器人上利用红外高清摄像头采集固定视觉标签的图形，并做图像识别和分析，根据多个视觉标签在摄像机图像里的位置和标签本身的绝对空间位置，计算出机器人在运动环境下的绝对空间位置。

实现机器人在室内的任何一个位置都能准确的定位出自己的绝对空间坐标，实现AGV机器人在不同工位下自动运载物料、工件。

2）移动机器人在非结构化环境下的环境地图构建方法

运用激光雷达进行室内非结构化环境扫描，根据激光雷达实时扫描结果拼合出室内地图，包含墙壁、工位、机床位置等等。机器人在运行过程中把当前扫描的数据和地图模板进行匹配，判断机器人的位置和方向，弥补第一点空间定位方法不能够发现移动的、变化的障碍物的缺点。

配合第一点，实现机器人能够快速绘制所运行环境的地图，识别移动的、非移动的、变化和非变化的障碍物，构建出准确的实时环境地图，利用地图做机器人的运动规划。

3）基于实时环境地图的机器人导航方法

基于上述1、2点所生成的实时准确环境地图，研究高效率的机器人自主导航算法。配合超声波传感器阵列、红外传感器阵列等，研究基于多传感的室内导航避障及规划算法。

总结

开发适宜于在工业环境下使用的AGV自动导航机器人平台，包含货物装载、卸载机构、激光雷达传感器、室内定位导航系统、超声波雷达阵列、红外传感器阵列、磁导航传感器阵列等，可以根据工业现场布置的磁导轨有效实现机器人自主运行在各个工位之间，实现多个FMS系统的有效衔接。在柔性条件要求较高，作业任务比较复杂的情况下，可以脱离磁导轨，根据全局定位系统，激光雷达、超声波雷达、红外传感器等多种传感器探测构建出的环境实时地图进行自主导航，实现高度柔性化作业。

参考文献

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