AGV最常见的五种导航方式

AGV全称是Automated Guided Vehicle，意思是“自动导引运输车”。AGV是装备有电磁、光学或其它自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输小车。

AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。

目前，市场上应用广泛的AGV导航方式主要有电磁导航、磁条导航、二维码导航、激光导航、视觉导航等。那么它们是如何定义的以及各自优缺点是什么呢？

电磁导航

电磁导航是一种较为传统的引导方式，通过在AGV的行驶路径上埋设金属导线，并加载低频、低压电流，使导线周围产生磁场，AGV上的感应线圈通过对导航磁场强弱的识别和跟踪，实现AGV的导引。

电磁导航的优点：导引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单而可靠，便于控制通讯，对声光无干扰，投资成本低。

电磁导航缺点：改变或扩充路径较麻烦，导引线铺设相对困难。

磁条导航

磁条导航技术与电磁导航相近，不同之处在于采用了在路面上贴磁条替代在地面下埋设金属线，通过磁条感应信号实现导引。

磁条导航优点：AGV定位精确，路径的铺设、变更或扩充相对电磁导航较容易，磁条成本较低。

磁条导航缺点：磁条容易破损，需要定期维护，路径变更需要重新铺设磁带，AGV只能按磁条行走，无法实现智能避让或通过控制系统实时更改任务。

与磁条导航原理相近的导引方式还有磁钉导航和色带导航。磁钉导航是在地面铺设磁钉，优点是隐蔽性好、抗干扰性强、耐磨损、抗酸碱；缺点是容易受铁磁物质影响，更改路径施工量大，容易对地面造成损害，一般仅在码头应用较多。色带导引是在地面粘贴色带或涂漆，通过车载的光学传感器采集图像信号识别来实现导引，由于色带容易受到污染和破坏，对环境要求高，定位精度较低，所以应用也十分有限。

二维码导航

二维码导航的原理是AGV通过摄像头扫描地面铺设的二维码，通过解析二维码信息获取当前的位置信息。二维码导航通常与惯性导航相结合，实现精准定位。惯性导航是利用移动机器人内部传感器（光电编码器，陀螺仪）获取机器人的位置和姿态，通常作为辅助定位。

二维码导航优点：定位精确，小巧灵活，铺设、改变路径也较容易，便于控制通讯，对声光无干扰。

二维码导航缺点：路径需要定期维护，如果场地复杂，则需要频繁更换二维码，对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格，另外对场地平整度有一定要求，价格相对较高。

激光导航

激光导航有激光反光板导航和自然导航两种：

激光反光板导航是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的反射板，激光扫描器安装在AGV车体上。激光扫描器随AGV的行走的同时发出激光束，发出的激光束被沿AGV行驶路径铺设的多组反射板直接反射回来，触发控制器记录旋转激光头遇到反射板时的角度。控制器根据这些角度值与实际的这组反光板的位置相匹配，计算出AGV的绝对坐标，基于这样的原理实现非常精确的激光导引。

自然导航是通过激光传感器感知周围环境。与激光导航不同的是，不需要在AGV行驶路径的周围安装用于定位的反射板或反光柱，自然导航的定位标志物可以是工作环境中的墙面、物体等信息。相比于激光反光板导航，自然导航的施工成本与周期都较低。

激光导航的优点：激光导航的方式使得AGV能够灵活规划路径，定位准确，行驶路径灵活多变，施工较为方方便，能够适应各种使用环境。

激光导航的缺点：制造成本高，对环境要求较相对较高(外界光线，地面要求，能见度要求等)。

视觉导航

视觉导航是通过AGV车载视觉传感器获取运行区域周围的图像信息来实现导航的方法。硬件上需要下视摄像头、补光灯和遮光罩等支持该种导航方式的实现。该方式通过AGV在移动过程中摄像头拍摄地面纹理进行自动建图，再将在运行过程中获取的地面纹理信息，与自建地图中的纹理图像进行配准对比，以此估计移动机器人当前位姿，实现移动机器人的定位。

视觉导航的优点：视觉纹理导航的优点是硬件成本较低，定位精确。

视觉导航的缺点：对使用环境（地面、光线等）要求较高，运行的地面需要有纹理信息，当运行场地面积较大，绘制导航地图的时间相比激光导航长，而且视觉导航技术还不够成熟。