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AGV小車(chē)導(dǎo)航技術(shù)比較分析


發(fā)布時(shí)間:2017年11月16日 內(nèi)容來(lái)源:深圳市歐鎧智能機(jī)器人股份有限公司

 (1)激光導(dǎo)航
目前比較成熟的導(dǎo)引方式是激光導(dǎo)航。激光導(dǎo)航的原理是:在工作場(chǎng)地的四周,最少固定好三塊使用高反光性材料制做而成的導(dǎo)引標(biāo)志。將激光掃描器就安裝在AGV上,然后對(duì)脈沖激光發(fā)射器發(fā)射出的并且被四周的導(dǎo)引標(biāo)志反射回來(lái)的激光進(jìn)行掃描。再利用三角定位原理推算出AGV相對(duì)導(dǎo)引標(biāo)志的方位與實(shí)際距離。從而就可以計(jì)算出AGV車(chē)體在世界坐標(biāo)系之中的坐標(biāo),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV的導(dǎo)引。 定位非常精確是激光導(dǎo)航最大的優(yōu)點(diǎn)。而且,它不像磁帶導(dǎo)航和電磁導(dǎo)航那樣需要將設(shè)施鋪設(shè)在地面上,因此容易被污染、路徑不能靈活改變等缺點(diǎn)被成功的避免了。
但是激光導(dǎo)航存在以下缺點(diǎn):容易受特定環(huán)境的影響、成本較高等。然而發(fā)展至今,激光導(dǎo)航算法己經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒烨夷軌蚍浅>_的進(jìn)行定位,因此這種導(dǎo)航方式目前還是應(yīng)用的十分廣泛,尤其艾吉威研發(fā)的無(wú)需反光板的激光導(dǎo)航,受到了客戶(hù)的青睞。 不能不提的是,在這種導(dǎo)航方式中如果不使用激光,而是用超聲波或者紅外線來(lái)代替,那么與之相對(duì)應(yīng)的,導(dǎo)航方式就變成了超聲波導(dǎo)航或者紅外線導(dǎo)航。
(2)電磁導(dǎo)航
目前,作為傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式之一的電磁導(dǎo)航仍然在許多導(dǎo)航系統(tǒng)得以應(yīng)用。在AGV運(yùn)行的工作地點(diǎn)下面埋設(shè)上金屬線,而且金屬線在此之前己經(jīng)被附加上固定的頻率。與此同時(shí),再在AGV車(chē)體上面左右兩邊對(duì)稱(chēng)的各裝上一個(gè)電磁感應(yīng)器。電磁感應(yīng)器是由兩個(gè)感應(yīng)線圈組成的,用它們能夠在同一時(shí)間采集導(dǎo)航線的感應(yīng)信號(hào)。再通過(guò)對(duì)兩線圈中信號(hào)的強(qiáng)弱程度進(jìn)行比較,就可以很容易的獲得電磁感應(yīng)器的誤差量。最后使用算法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的計(jì)算,從而就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV的導(dǎo)航。 電磁導(dǎo)航系統(tǒng)中的金屬線由于是被埋設(shè)在地下的,具有非常隱蔽、不容易被污染的優(yōu)點(diǎn)。
此外,該系統(tǒng)導(dǎo)航對(duì)外界信號(hào)干擾較小,成本較低,并且它的原理簡(jiǎn)單可靠。但是,電磁導(dǎo)航系統(tǒng)也有很大的缺點(diǎn)存在:當(dāng)它的路徑一旦被確定,更改起來(lái)就會(huì)特別困難。因此該導(dǎo)航方式不靈活,也不易于維護(hù)。例如面對(duì)實(shí)際的作業(yè)要求,路徑需要改變時(shí),就會(huì)帶來(lái)特別多的麻煩,而且工作量也會(huì)特別大。
(3)磁帶導(dǎo)航
磁帶導(dǎo)航與電磁導(dǎo)航有著比較相近的原理。在磁帶導(dǎo)航中,磁帶是被鋪設(shè)在路面上的。而在電磁導(dǎo)航中,是把導(dǎo)線預(yù)先埋設(shè)在地下的。相比較而言,磁帶導(dǎo)航的方式有不錯(cuò)的靈活性,能夠更容易的改變導(dǎo)航路線,同時(shí)鋪設(shè)也會(huì)比較容易。但是,這種導(dǎo)航方式也存在著如下缺點(diǎn):因?yàn)閷⒋艓т佋O(shè)在地面上,所以它有被損壞或者被弄臟的風(fēng)險(xiǎn);另外,這種方式也容易受到外界不確定因素的影響。因此,磁帶導(dǎo)航方式對(duì)環(huán)境的要求較高:地面環(huán)境需要好的條件,并且不能有金屬物體。它們會(huì)對(duì)該導(dǎo)航產(chǎn)生不良影響。
(4)視覺(jué)導(dǎo)航
視覺(jué)導(dǎo)航的原理是:使用CCD攝像頭獲取AGV行駛的圖片信息,再通過(guò)實(shí)時(shí)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理對(duì)AGV的行駛方向進(jìn)行定位。這種導(dǎo)航方式分為固定路線法與自由路線法兩種。固定路線法在通常情況下都是把CCD安裝在AGV車(chē)體的前面,其視野是AGV的前方,并且在行駛場(chǎng)地中鋪設(shè)有供AGV 來(lái)識(shí)別理解的導(dǎo)航標(biāo)示線(一般都是較為明顯的標(biāo)示線,例如白色背景中的的黑色標(biāo)示線 或者黑色背景中的白色標(biāo)示線)。這樣,AGV就能夠?qū)崟r(shí)的依據(jù)拍攝的導(dǎo)航標(biāo)示線圖像識(shí)別出導(dǎo)航線,并且沿著這條路徑自動(dòng)行駛。 有時(shí)候,根據(jù)實(shí)際需求同樣也可以把普通CCD換成是能獲取特殊光線的CCD(比如紅外感應(yīng)CCD),以此來(lái)滿(mǎn)足不同的環(huán)境的需求。這種導(dǎo)航方法精度很高,而且CCD的價(jià)格很低廉,對(duì)于路面的要求也較低,實(shí)施起來(lái)只需要較低的成本,對(duì)于較特殊的場(chǎng)合非常適合。對(duì)于固定路線導(dǎo)引方法,其引導(dǎo)線一定要是標(biāo)準(zhǔn)地形式。不然,除非AGV系統(tǒng)里面有著比較優(yōu)良且有效的算法,否則 AGV將可能無(wú)法識(shí)別出其路徑信息。 現(xiàn)在已經(jīng)有不少研究所與大學(xué)正在研究著多CCD攝像頭的AGV系統(tǒng),通過(guò)從各個(gè) 角度拍攝圖像,利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理將圖像的立體信息合成出來(lái)。這就好像人的兩只眼睛一樣,不僅能夠看到周?chē)氖挛铮疫能夠?qū)GV車(chē)身和物體間的距離測(cè)算出來(lái)。伴隨著CCD攝像頭和微型處理器的發(fā)展,計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)引方式正以其較低的價(jià)格、較高的精度與靈活度廣泛受到人們的關(guān)注。
(5)慣性導(dǎo)航
隨著陀螺儀技術(shù)的發(fā)展,AGV成功實(shí)現(xiàn)了髙精度導(dǎo)航。當(dāng)采用慣性導(dǎo)引方式時(shí),現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地中需要安放用于定位的模塊。安裝有陀螺儀的AGV在行駛中通過(guò)對(duì)陀螺儀供給的角速度信號(hào)、測(cè)距編碼器供給的距離信號(hào)綜合起來(lái)進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)在地面上的定位模塊還為AGV提供了實(shí)時(shí)的校正信號(hào),從而就可以實(shí)現(xiàn)AGV的自定位。這種導(dǎo)航具有導(dǎo)航精度十分高,技術(shù)特別先進(jìn),在各種現(xiàn)場(chǎng)都能夠使用等優(yōu)點(diǎn)。但是它與激光導(dǎo)航有著一樣缺點(diǎn):需要比較高的成本。
 


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