La navigazione e la guida dell'AGV si riferisce al processo in cui l'AGV controlla la velocità e l'angolo di sterzata in base all'offset del percorso, assicurando così che l'AGV si sposti con precisione verso la posizione e la direzione del punto target. Coinvolge principalmente tre punti tecnici principali:
1. Posizionamento
Il posizionamento è il passaggio più basilare nella navigazione e nella guida dell'AGV, che determina la posizione e la direzione dell'AGV rispetto alle coordinate globali nell'ambiente di lavoro.
2. Percezione ambientale e modellazione
Per ottenere il movimento autonomo dell'AGV, è necessario identificare varie informazioni ambientali basate su più sensori, come confini stradali, condizioni del terreno, ostacoli, ecc. L'AGV determina le regioni raggiungibili e irraggiungibili nella direzione in avanti attraverso la percezione ambientale, determina la posizione relativa nell'ambiente e prevede il movimento di ostacoli dinamici, fornendo così una base per la pianificazione del percorso locale.
3. Pianificazione del percorso
A seconda del grado di padronanza delle informazioni ambientali, gli AGV possono essere suddivisi in due tipi: uno è la pianificazione del percorso globale basata su informazioni ambientali note e l'altro è la pianificazione del percorso locale basata sulle informazioni dei sensori. Quest'ultimo ambiente è sconosciuto o parzialmente sconosciuto, ovvero le dimensioni, la forma e la posizione degli ostacoli devono essere ottenute tramite sensori.
Confronto dei metodi di navigazione AGV
I primi AGV utilizzavano principalmente nastro magnetico o navigazione elettromagnetica, che avevano principi semplici, tecnologia matura e costi bassi. Tuttavia, la modifica o l'espansione del percorso e la successiva manutenzione erano più ingombranti e gli AGV potevano seguire solo percorsi fissi e non potevano ottenere un'elusione intelligente o modifiche delle attività in tempo reale attraverso i sistemi di controllo.
Al momento, il metodo di navigazione tradizionale per AGV è il codice QR più la navigazione inerziale, che è relativamente flessibile da usare e facile da tracciare o modificare il percorso. Tuttavia, il percorso richiede una manutenzione regolare. Se il sito è complesso, il codice QR deve essere sostituito frequentemente. Inoltre, vengono posti severi requisiti sulla precisione e sulla durata del giroscopio.
Con lo sviluppo dell'algoritmo SLAM, SLAM è diventato il metodo di navigazione avanzato preferito da molti produttori di AGV. SLAM non richiede altre strutture di posizionamento e la sua forma e il suo percorso sono flessibili e adattabili a vari ambienti in loco. Credo che con la maturità degli algoritmi e la compressione dei costi hardware, SLAM diventerà senza dubbio il metodo di navigazione mainstream per i futuri AGV.
Lo SLAM può essere approssimativamente suddiviso in due categorie: SLAM laser (2D o 3D) e SLAM visivo.
Visual SLAM è attualmente in fase di ulteriore sviluppo ed espansione dello scenario applicativo. Visual SLAM ha ricevuto un'attenzione diffusa grazie ai suoi vantaggi come la grande quantità di informazioni e l'ampia applicabilità. Tuttavia, gli algoritmi richiedono requisiti di processore elevati, che in genere richiedono una CPU di livello desktop o persino una GPU. Tuttavia, AGV utilizza principalmente processori integrati, rendendo difficile l'applicazione su larga scala su piccoli dispositivi AGV in un breve periodo di tempo.
Laser SLAM è iniziato prima dello SLAM visivo e la sua teoria e tecnologia sono relativamente mature. La sua stabilità e affidabilità sono state verificate e i suoi requisiti prestazionali per i processori sono molto inferiori rispetto allo SLAM visivo. Ad esempio, lo SLAM laser mainstream può essere eseguito in tempo reale su normali CPU ARM. Attualmente, alcuni produttori di AGV hanno lanciato prodotti basati sulla navigazione laser SLAM. Indubbiamente, lo SLAM laser sarà ancora la soluzione SLAM mainstream per un periodo di tempo.
La tecnologia di navigazione e guida AGV si è sviluppata verso una maggiore flessibilità, una maggiore precisione e una maggiore adattabilità e la sua dipendenza dai marker di navigazione ausiliari sta diventando sempre più bassa. Il metodo di navigazione a percorso libero di posizionamento in tempo reale e costruzione di mappe, come SLAM, è senza dubbio la tendenza di sviluppo futuro. Credo che nel prossimo futuro l'integrazione di tecnologie come 5G, AI, cloud computing, IoT e robot intelligenti porterà cambiamenti sconvolgenti nel settore degli AGV e il metodo di navigazione SLAM con maggiore flessibilità, precisione e adattabilità lo farà essere anche più adattabili ad ambienti di lavoro dinamici complessi e in continua evoluzione. Dopo lo sviluppo congiunto di più discipline, in futuro ci sarà sicuramente più tecnologia di navigazione AGV di fascia alta.