日前，深圳怡豐機(jī)器人科技有限公司自動(dòng)停車場(chǎng)的視頻在微信朋友圈瘋傳，關(guān)于這家公司的來歷，雷鋒網(wǎng)已經(jīng)做了詳細(xì)的報(bào)道（中國(guó)最牛停車機(jī)器人，只是一場(chǎng)精心策劃的營(yíng)銷？）。

在這篇報(bào)道中，怡豐機(jī)器人宣稱其采用了激光雷達(dá)和反光板的組合來實(shí)現(xiàn)AGV的定位和導(dǎo)航，那么接下來雷鋒網(wǎng)好奇的是，這種定位導(dǎo)航技術(shù)的原理是什么？它和其它的方案又有什么樣的區(qū)別？

帶著這樣的疑問，雷鋒網(wǎng)采訪了速騰聚創(chuàng)創(chuàng)始人邱純鑫。

邱純鑫介紹，目前能用在AGV上的定位導(dǎo)航技術(shù)有三種，分別是磁軌導(dǎo)航、“反光板+激光雷達(dá)”以及獨(dú)立的激光雷達(dá)導(dǎo)航，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航的方法也是各不相同。

一、最傳統(tǒng)的“磁軌導(dǎo)航”

磁軌導(dǎo)航的方案很簡(jiǎn)單。按照預(yù)先設(shè)定好的路線在地面貼上磁帶后，AGV就可以在磁帶上方自由移動(dòng)。

因?yàn)榇艓е車鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，AGV底部?jī)啥擞袃蓚€(gè)電磁傳感裝置，只要在磁帶上方的區(qū)域，電磁感應(yīng)創(chuàng)制就能感應(yīng)到磁場(chǎng)，最后單片機(jī)或者PLC控制單元就可以控制AGV在預(yù)先設(shè)定的路線上穿梭，當(dāng)它偏離路徑或者需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，兩端的磁感應(yīng)裝置所接收到的電磁信號(hào)也會(huì)有差異，系統(tǒng)則會(huì)通過自動(dòng)控制系統(tǒng)來糾正行駛方向。

因?yàn)榇艓зN好在地面上是固定的，所以采用磁軌方式工作的AGV是按照固定的路線運(yùn)行。邱純鑫說，“這種方式技術(shù)壁壘不高，它的優(yōu)勢(shì)在于研發(fā)簡(jiǎn)單而且性能穩(wěn)定，成本也低，缺點(diǎn)就是只能按照固定的路線行駛，而且磁帶貼在地面上容易受損，也不美觀?！?/p>

不過，這些缺點(diǎn)并不妨礙它成為業(yè)界最主流的AGV方案，工廠搬運(yùn)車以及送餐機(jī)器人幾乎都是用磁軌導(dǎo)航集輸，例如國(guó)內(nèi)的新松機(jī)器人、昆船機(jī)器人等都在做這類產(chǎn)品。

與磁軌導(dǎo)航原理類似的還有電磁導(dǎo)航，即把磁帶換成金屬線也可以取得同樣的效果。當(dāng)然，它的要求更高，需要對(duì)金屬線加載導(dǎo)引頻率，通過對(duì)導(dǎo)引頻率的識(shí)別來實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV的導(dǎo)航。

二、怡豐同款：“反光板+激光雷達(dá)”

先感受一下反光板和激光雷達(dá)到底長(zhǎng)什么樣！

在公司的測(cè)試車庫(kù)中，墻壁上每隔幾米就安裝了一個(gè)激光反光板，整個(gè)車庫(kù)大概有20-30個(gè)的樣子，而激光雷達(dá)在每輛AGV的最前端。

需要注意的是，每個(gè)反光板安裝好之后，坐標(biāo)信息都會(huì)記錄在軟件系統(tǒng)里。再來看看AGV的定位和導(dǎo)航是怎么實(shí)現(xiàn)的。

在AGV車行駛的過程中，車前端的激光雷發(fā)射的激光打到反射板后激光經(jīng)過一定的角度反射回激光雷達(dá)，通過ToF（Time Of Flight）的測(cè)距原理可以計(jì)算出AGV和周邊反光板的距離，而反光板的位置信息也是已知的，經(jīng)過計(jì)算之后就可以確定AGV的位置，這樣才可以繼續(xù)保持AGV是按已規(guī)劃好的路徑行駛的。理論上，反光板越多AGV的定位就越精確，怡豐的精度達(dá)到了5mm。

除此之外，這種方案還可以實(shí)現(xiàn)避障功能。

因?yàn)锳GV前端的激光雷達(dá)在行駛過程中并不只是向反光板發(fā)射激光，它會(huì)不停地旋轉(zhuǎn)并且會(huì)360度無死角發(fā)射激光。所以如果出現(xiàn)一輛AGV遇到另一輛AGV的情況，激光雷達(dá)可以再次通過ToF的原理測(cè)出二者的距離來避免碰撞，按照怡豐給出的數(shù)據(jù)，AGV前方1.5米如果有障礙物的話，就會(huì)啟動(dòng)減速動(dòng)作，差不多在1米的距離就會(huì)停止下來。

因?yàn)橥＼噲?chǎng)的車輛多，而且車位的分布也比較復(fù)雜，磁軌導(dǎo)航技術(shù)在這樣復(fù)雜的環(huán)境下完全沒有用武之地。

這樣的AGV近乎完美，這也就是為什么怡豐機(jī)器人能獲得如此高的關(guān)注，不過大家也不用太過神化怡豐機(jī)器人。這家公司的激光雷達(dá)方案是從瑞典科爾摩根、德國(guó)sick以及德國(guó)倍加福公司(P+F)三家公司采購(gòu)而來。

“反光板+激光雷達(dá)”方案的特點(diǎn)是，可規(guī)劃AGV路徑、可避障，精度很高可以做到毫米級(jí)。但是缺點(diǎn)也很明顯，除了成本太高之外，安裝反光板是一項(xiàng)大工程，而且有些室內(nèi)環(huán)境并不允許在有限的空間內(nèi)安裝幾十甚至幾百個(gè)反光板?？v觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還沒有廠商自主研發(fā)這種方案。

三、還未成熟的激光雷達(dá)導(dǎo)航

這種方案需要一套基于激光雷達(dá)的SLAM算法。

SLAM是一種即時(shí)定位于地圖構(gòu)建的技術(shù)，它填補(bǔ)了沒有反光板的空缺，而激光雷達(dá)的測(cè)距原理與第二種方案一樣。所以即使少了反光板部分，這種方案依然具備定位功能。

目前，無人駕駛汽車以及掃地機(jī)器人等移動(dòng)機(jī)器人范疇的產(chǎn)品都已經(jīng)開始使用激光雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)定位以及導(dǎo)航。

邱純鑫告訴雷鋒網(wǎng)，這種方案可以路徑規(guī)劃、可以避障，而且精度同樣可以做到很高（小于10mm），具備了“反光板+激光雷達(dá)”所有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還不用額外安裝反光板。

遺憾的是，這種方案對(duì)算法的要求太苛刻，目前還沒有相關(guān)AGV產(chǎn)品問世。

除了上述三種常用的方案之外，視覺導(dǎo)航、、光學(xué)導(dǎo)航、陀螺儀慣性導(dǎo)航等技術(shù)也可以用在AGV產(chǎn)品上。AGV廠商一般會(huì)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、成本以及技術(shù)難度來選擇最佳的方案。就目前而言，磁軌導(dǎo)航無疑是最受AGV廠商歡迎的一種方案，但是如果要用在停車場(chǎng)，能勝任的方案大概只有“反光板+激光雷達(dá)”了吧！

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