【導讀】AGVshizidongdaoyinchedesuoxie
，shiyizhongzidonghuahejisuanjikongzhideyunshujiqiren，changjianleixingbaokuozidongdaoxiangchachehezidongdaoxiangjianxuanjiqiren，tongchangyongyuzhizaohecangchu，danyekeyongyujianyan、運輸
、軍事和勘探應用，是提高流程效率和提高業務盈利能力的一種安全可靠的方式。

圖源：jcomp/freepik.com

自動導引車

AGVshizidongdaoyinchedesuoxie
，shiyizhongzidonghuahejisuanjikongzhideyunshujiqiren，changjianleixingbaokuozidongdaoxiangchachehezidongdaoxiangjianxuanjiqiren，tongchangyongyuzhizaohecangchu，danyekeyongyujianyan、運輸、軍事和勘探應用，是提高流程效率和提高業務盈利能力的一種安全可靠的方式。

AGV和AMR是什麼關係？

在工業界，除了AGV，AMR也是出鏡率很高的一種機器人。AGV和AMR這兩種機器人有著許多相似之處
，在介紹AGV的內容裏AMR常常會相伴左右，有時兩者還會被混在一起討論。因此，在介紹AGV之前，我們先看看它們之間到底是什麼關係。

AGV可以說是一種無人導引車（UGV），它常常沿著一組預定的路徑在整個設施中移動。AGV不是移動機器人的一個子類，它應該是移動機器人的前身，自20世紀50年代問世直至今日，在現代製造或倉庫環境中仍有多種用途。自主移動機器人（AMR）屬於無人值守地麵車輛，它比AGV具有更多的功能。比如，AMR能夠自由移動和實時路徑規劃，使其能夠與人類合作執行材料處理任務。相比基本都是輪式車輛的AGV
，AMR擁有多種運動配置，除了輪式車輛，還包括履帶車輛、兩足機器人、四足機器人和多足機器人等。

兩者區別

要想理解AGV和AMR之間的主要區別
，下麵這個比喻可能比較形象：AGV就像一列火車，隻能在其軌道上運行。而AMR就好比一輛出租車，它能夠在任何兩點之間自由移動，並在交通過於擁擠時重新規劃路線。具體來講，AGV在靜態環境中工作時，需要借助磁條或導引線，其運動路徑是高度結構化的。如果路徑中有任何障礙物，必須將其立即移除
，AGV才能繼續工作。當環境設施發生變化時，如翻新
、升級或位置變化，則需要重新部署磁條或導引線等製導技術。與AGV相反

，AMR可ke在zai具ju有you自zi主zhu導dao航hang的de動dong態tai環huan境jing中zhong工gong作zuo，它ta創chuang建jian並bing保bao存cun設she施shi的de位wei置zhi或huo地di圖tu

，以yi便bian在zai定ding義yi的de路lu線xian中zhong存cun在zai障zhang礙ai物wu時shi找zhao到dao替ti代dai路lu徑jing。此ci外wai，即ji便bian發fa生sheng與yu設she施shi相xiang關guan的de更geng改gai

，如ru果guoAMR已經與設施映射
，它仍可以在一小時內開箱並投入使用，部署極其靈活。

那麼
，是否意味著“墨守成規”的AGV會被“智能靈活”的AMR完全取代呢
？

目前來看這種情況還沒有出現，主要是因為AGV和AMR均有各自的定位和應用場景。從負載角度看，AGV更適合較大的負載應用
，尤其是需要處理超過500Kg的大型貨物或托盤。另外，AGV往往具有更強大的托舉能力，當用戶需要將托盤裝載到貨架上時

，AGV肯定是不二之選。

由於AMR可以根據檢測到的環境變化實時做出反應並調整自己的活動和動作
，因此這類機器人是動態工作環境下的理想選擇
，比如機場、醫院等。但是，如果你的操作是固定的，比如將材料從固定的存儲點轉移到固定的生產線
，或將成品轉移到暫存區等等，AGV完全能夠勝任這些工作
，相比AMR較高的前期投入，AGV的成本更低一些。

AGV市場有多大？

移動機器人（包括AGV和AMR）能夠優化物流和製造業中的倉儲設施空間，由於人工智能（AI）、機器視覺、自動分揀和放置操作能力以及機器人機械的進步，我們正在見證AMR和AGV在物流和製造之外的更多新應用，市場範圍不斷擴大。

根據LogisticsIQ的全新市場研究
，到2026年
，AGV和AMR兩種機器人市場合計將達到132億美元，增長率約為35%
，預計二者將共同突破150萬的安裝基數
，使移動機器人成為我們日常運營活動的新常態。

來自Statzon的分析數據表明，2021年全球AGV市場的價值約為40.177億美元
，預計到2030年將達到86.611億美元，2022年至2030年的複合年增長率為8.93%。按行業劃分，半導體和電子行業是對AGV市場貢獻巨大
，2021年達到9.198億美元
，預計到2030年將增至16.533億美元，複合年增長率為6.73%。在2021年，這兩個行業約占整個AGV市場38.6%的份額，前者約占22.9%的份額。在預測期內，鐵路和食品飲料部門預計將分別以11.21%和10.57%的複合年增長率實現顯著增長。目前
，這兩個細分市場在全球自動導引車整體市場中的份額約為11.7%
，預計到2030年將達到13.8%。

AGV是如何工作的
？

一般來說，AGV機器人由五個基本組件構成
，即：導航係統、安全係統、動力係統、運動係統和車輛控製器。

導航係統：作為AGV機器人的一部分，導航係統負責接收和處理信息
，使得AGV按照預設的路線或方向行駛。實際應用中有多種導航類型
，包括激光導航
、有線導航和磁性導航等。

安全係統：每個AGV機(ji)器(qi)人(ren)都(dou)有(you)與(yu)其(qi)功(gong)能(neng)相(xiang)適(shi)應(ying)的(de)安(an)全(quan)組(zu)件(jian)，確(que)保(bao)所(suo)有(you)移(yi)動(dong)和(he)操(cao)作(zuo)都(dou)在(zai)安(an)全(quan)條(tiao)件(jian)下(xia)進(jin)行(xing)。這(zhe)個(ge)概(gai)念(nian)很(hen)容(rong)易(yi)理(li)解(jie)，那(na)就(jiu)是(shi)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)撞(zhuang)到(dao)什(shen)麼(me)東(dong)西(xi)或(huo)人(ren)之(zhi)前(qian)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)停(ting)下(xia)來(lai)。其(qi)中(zhong)的(de)主(zhu)要(yao)部(bu)件(jian)是(shi)安(an)全(quan)激(ji)光(guang)掃(sao)描(miao)儀(yi)和(he)安(an)全(quan)可(ke)編(bian)程(cheng)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)（PLC）。

動力係統：AGV機器人配備了一個電池，為車輛運動和附件功能提供所需的能量。主要元件是電池和充電解決方案。

運動係統：AGV機(ji)器(qi)人(ren)的(de)運(yun)動(dong)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)了(le)多(duo)個(ge)組(zu)件(jian)，使(shi)車(che)輛(liang)能(neng)夠(gou)移(yi)動(dong)和(he)執(zhi)行(xing)任(ren)務(wu)。從(cong)電(dian)機(ji)和(he)輪(lun)子(zi)到(dao)桅(wei)杆(gan)和(he)用(yong)來(lai)提(ti)升(sheng)負(fu)載(zai)的(de)液(ye)壓(ya)係(xi)統(tong)的(de)所(suo)有(you)組(zu)件(jian)都(dou)屬(shu)於(yu)運(yun)動(dong)係(xi)統(tong)。

車輛控製器：車輛控製器是AGV的大腦
，它收集並協調從其他係統接收到的所有信息
，如導航、安全、運動等。

AGV采用了哪些關鍵的導航技術？

AGV主要通過電磁、光學或其他自動導引裝置實現自主規劃路線和自動駕駛的過程，安全性很高。AGV有多種類型
，包括LGV（激光導引車）、移動機器人
、SGV（自動導引車）和無人駕駛車等，這些分類主要由其導航環境的傳感機製來定義。市場上常見的AGV導航方法包括：電磁導航、磁條導航、二維碼導航、激光導航、視覺導航等。那麼，這些導航技術各自又有哪些優缺點呢？

1►基於電磁場的AGV導航

電磁導航是一種傳統的導航方法，是AGV非常受歡迎的方法，所需硬件簡單
，易於部署，是一種具有成本效益的選擇。具體導引方法是
，通過在AGV的驅動路徑上埋設金屬導線，並加載低頻和低電壓電流，在導線周圍產生磁場，而AGV上shang的de感gan應ying線xian圈quan可ke以yi識shi別bie和he跟gen蹤zong導dao航hang磁ci場chang的de強qiang度du，從cong而er實shi現xian導dao航hang。電dian磁ci導dao航hang的de優you點dian是shi導dao絲si隱yin蔽bi
，不bu易yi被bei汙wu染ran和he損sun壞huai，簡jian單dan可ke靠kao，易yi於yu控kong製zhi，對dui聲sheng光guang無wu幹gan擾rao，投tou資zi成cheng本ben低di。缺que點dian是shi改gai變bian或huo擴kuo展zhan路lu徑jing很hen麻ma煩fan，導dao絲si的de鋪pu設she也ye比bi較jiao困kun難nan。AGV上配備的磁性傳感器可用來檢測磁帶的磁性區域，並按照路線驅動AGV。

Honewell 03SR係列霍爾效應位置傳感器

霍尼韋爾（Honewell）公司的103SR係列霍爾效應位置傳感器將組件密封在鋁或不鏽鋼螺紋外殼中，堅固耐用。產品包括數字單極、鎖存和線性磁性類型
，可提供多種靈敏度，以滿足各種應用的要求。其中，103SR係列霍爾效應位置傳感器的數字版本在-40°C至100°C的溫度範圍內提供穩定的輸出
，具有20mA的電流吸收能力，可以接受4.5Vdc至24Vdc的直流電源電壓。線性版本的工作溫度為-40°C至125°C，供電電壓範圍為4.5Vdc至10.5Vdc。這兩種產品很容易與通用電子電路接口，如微處理器、集成邏輯、離散晶體管等。

圖1：103SR係列霍爾效應位置傳感器

（圖源：Mouser）

與電磁導航相類似的是基於磁條的AGV導航技術。不同之處在於，後者的磁條是鋪在地麵上而不是埋在地下。基於磁條的AGV導航的優點是AGV定位準確

，路徑的鋪設、改變或擴展比電磁導航更容易
，並且磁條的成本更低。缺點是磁條很容易損壞

，需要定期維護。路徑更改後需要重新鋪設磁條。另外，AGV隻能沿著磁條行走
，無法通過控製係統實現智能規避或實時改變任務。

類似於磁條導航原理的還有磁性標記導航和色帶導航。磁性標記導航是在地麵上放置磁性標記，具有隱蔽性好、抗幹擾能力強
、耐磨

、naisuanjiandengyoudian。quedianshirongyishoudaotiecixingwuzhideyingxiang，gaibianlujingdeshigongliangda，rongyiduidimianzaochengsunhuai，tongchangzhizaimatoushangshiyong。sedaidaohangshijiangsedaihuoyouqizhantiezaidimianshang，tongguochezaiguangxuechuanganqicaijidetuxiangxinhaoshibielaishixiandaohang。youyusedairongyibeiwuranhesunhuai
，yinciduihuanjingdeyaoqiugenggao。tongshi，qijiaodidedingweijingduyoushiyehuixianzhiqiyingyong。

2►基於激光雷達的AGV導航

激光導航是目前比較流行的一種AGV導引方式
，這種導引方式的原理是在AGV車上安裝可以發射及接收激光的掃描器，在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板
，AGV通過發射激光束，同時采集由反射板反射的激光束
，來確定其當前的位置和方向，並通過連續的三角幾何運算來實現AGV的(de)導(dao)航(hang)，最(zui)後(hou)達(da)到(dao)控(kong)製(zhi)運(yun)行(xing)路(lu)線(xian)，完(wan)成(cheng)一(yi)係(xi)列(lie)自(zi)動(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)。激(ji)光(guang)導(dao)航(hang)技(ji)術(shu)的(de)優(you)點(dian)是(shi)定(ding)位(wei)與(yu)導(dao)向(xiang)精(jing)度(du)較(jiao)高(gao)，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)任(ren)意(yi)規(gui)劃(hua)路(lu)徑(jing)，結(jie)構(gou)方(fang)便(bian)且(qie)適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang)。缺(que)點(dian)是(shi)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)高(gao)
，對(dui)環(huan)境(jing)的(de)要(yao)求(qiu)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)
，包(bao)括(kuo)外(wai)部(bu)光(guang)線(xian)、地麵條件、能見度等。

目前，基於激光雷達的AGV導航主要分為兩條技術路線
，一個是帶反射器，另一個是不帶反射器（即激光SLAM）。在基於帶反射器的激光的AGV導航中，激光雷達可以獲得更精確的信息，實現更精確的AGV定位和導航。基於無反射器激光的AGV導航精度相對較弱，但也可以通過算法提高激光雷達定位和導航的精度。用於AGV導航的激光雷達分為2D導航激光雷達（LiDAR）和3D導航激光雷達。2D LiDAR隻能實時導航

，因缺乏高度信息故無法成像。3D LiDAR可以進行三維動態實時成像
，並可以恢複物體的形狀和大小，恢複空間中的三維信息。

LightWare 激光雷達LW20傳感器

LightWare激光雷達LW20傳感器體積小巧
，易於集成，測距範圍覆蓋100米，堅固的IP67防護等級確保其防塵防水。LW20提供4.5V至5.5V的電源電壓範圍、100mA的電源電流和1cm的分辨率，能夠容忍背景照明條件、風和噪音的變化。該傳感器具有對最近和最遠探測表麵的測量、可調節的測量更新率、內部狀態監測、可選擇的濾波器以調整對移動目標的動態響應，以及用於掃描應用的伺服驅動器等功能。

圖2：激光雷達傳感器LW20

（圖源：LightWare）

3► 基於視覺傳感器的AGV導航

視覺導航是通過AGV車載視覺傳感器獲取操作區域周圍的圖像信息來實現導航的一種方法。在硬件上，需要一個俯視攝像頭（比如ToF相機）
、補光燈和引擎蓋來支持這種導航方法的實現。在該方法中，攝像頭在AGVyundongguochengzhongbuzhuodaodimianwenli，zidonggoujianditu，ranhoujiangcaozuoguochengzhonghuodededimianwenlixinxijinxingpeizhun，bingyuzijiandituzhongdewenlituxiangjinxingbijiao，yigujiAGV的當前姿態，實現AGV的定位。基於視覺傳感器的AGV導航的優點是硬件成本低，定位準確。缺點是對使用環境（地麵、光線等）要求很高，運行場地需要有紋理信息。當作業場地麵積較大時，導航測繪的時間比基於激光的AGV導航要長。因此，基於視覺的AGV導航技術還在不斷的完善中。

ADI ToF模塊使機器人

ADI ToF模塊使機器人能夠拾取和放置桌子上的物體
，在障礙物中導航
，並將物體放置在另一個位置。ADSD3100是其中的一款基於CMOS 3D飛行時間（ToF）的3D深度和2D視覺光成像器，可集成到3D傳感器係統中。包括模數轉換器（ADC）
、像素偏置電路和傳感器控製邏輯，均被內置在芯片中，集成度和性價比較高。ADSD3100還能通過移動工業處理器接口（MIPI）、相機串行接口2（CSI-2）接口與主機係統電連接。當然
，成像還需要一個透鏡加上光學帶通濾波器，紅外光源加上相關的驅動器才能完成工作子係統的建立。

圖3：ADSD3100 ToF模塊

（圖源：ADI）

Basler Blaze ToF 3D相機

Basler公司的Blaze ToF 3D相機可在一次拍攝中提供2D和3D圖像，為包括物流
、工廠自動化和生物識別在內的各種應用提供有吸引力的解決方案。Blaze ToF 3D相機可用於高對比度場景的精確3D成像
，分辨率640x480，幀速率30fps
，工作範圍0到10米
，測量的精度達到毫米級。由於其緊湊的設計以及具有千兆以太網接口，因此很容易集成到一個係統中。

圖4：Blaze ToF 3D相機

（圖源：Mouser）

4► 基於二維碼的AGV導航

基ji於yu二er維wei碼ma的de導dao航hang其qi原yuan理li是shi通tong過guo相xiang機ji掃sao描miao放fang置zhi在zai地di麵mian上shang的de二er維wei碼ma


，分fen析xi碼ma信xin息xi後hou獲huo得de當dang前qian的de位wei置zhi信xin息xi。二er維wei碼ma導dao航hang通tong常chang與yu慣guan性xing導dao航hang相xiang結jie合he，以yi實shi現xian精jing確que定ding位wei。慣guan性xing導dao航hang是shi利li用yong移yi動dong機ji器qi人ren傳chuan感gan器qi（光電編碼器、陀螺儀）獲取機器人的位置和姿態，通常用作輔助定位。基於二維碼的AGVdaohangdeyoudianshidingweizhunque
，xiaoqiaolinghuo，yiyupushehegenggailujing，bianyuguanlihekongzhixinxitongxin

，bushoushengguangganrao。quedianshilujingxuyaodingqiweihu，pinfandigenghuanerweima，bingqieduituoluoyidejingduheshiyongshoumingyouzheyangeyaoqiu
，duichangdidepingzhengduyeyouyidingdeyaoqiu，jiageshuipingxiangduijiaogao。

ADI公司的S16470板設計用於包括工業機器人、智能農業和自動駕駛汽車等各種應用，是一款6自由度IMU，配有3軸陀螺儀和3軸加速度計，可直接插入RoboRIO上的SPI端口，方便易用。

AGV機器人有哪些應用
？

AGV機器人負責執行物流操作
，如在設施的不同存儲區之間分配庫存、在收發貨區裝卸貨物以及其他任務。由於AGV機器人可以運輸重物，它們也被用於生產中心
，將不同尺寸的零件運送到裝配線上。以下是它們常見的幾大應用場景。

卡車裝卸：AGV機器人可以執行叉車或其他類型的傳統裝卸設備的功能。例如，這些機器人可以自動將貨物卸下或裝載到卡車上。

產品存儲和檢索：AGV機器人可以將物品放置在相應的存儲位置，並將貨物運送到訂單履行區。這些庫存移動有助於為產品和操作員靈活、安全和自動地補充貨架和分揀站。

與生產中心的連接：AGV機器人可以配置為運輸大型、重型和笨重的貨物。這使得AGV移動機器人成為生產中心附近倉庫的首選。自動導向車輛將貨物運輸到裝配線，尤其是在汽車和航空業等行業。

配件配送：AGV機器人不僅僅是搬運重物；tamenhaijiangkucunfenpeidaosheyouzhuangbeizhandesheshizhong。anzhaoyudingdeluxian，zhexiezidongjiashiqichejianhualexiangbutongtaojianzhuangpeizhandehuowubugei

，yisuoxudequeqieshuliangyunsongkucun。

AGV機器人是20世紀中期出現的自動導引搬運設備，用於加快倉庫和生產中心的貨物運輸。這些自動導引車輛移動時，無需操作員駕駛
，AGV機器人可以被設計成執行廣泛的功能
，包括遠程處理
、包裝和分揀、掃描、測量和監控、信號和檢測、機器視覺和運輸等。除了能夠執行多項任務外，AGV還配備了優秀的安全技術
，這意味著幾乎不存在碰撞或安全隱患。近年來，具有人工智能的AGV機器人得到了發展，它們被稱為自動駕駛智能車輛(AIV)。這些全新的AGV非常適合需要高流量貨物且沒有固定路線的倉庫。

現在，AGVzaishijiegedideshiyonglvyuelaiyuegao
，shiyongyucangchuzidonghuadeyouxiaogongjuzhiyi。jibenshang
，womenkeyizairenheshangyehuogongyechangsuodounengkandaoyidongjiqirendeshenying，congzhizaoyedaoshipinyinliao、半導體製造和汽車行業，移動機器人的應用將大放異彩。

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