机器视觉引导的智能车辆及其在物流领域的应用

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机器视觉引导的智能车辆及其在物流领域

的应用

自动引导车辆(简称AGV:Automated Guided Vehicle)是采用自动或人工方式装载货物,按设定的路线自动行驶或牵引着载货台车至指定地点,再用自动或人工方式装卸货物的工业车辆。按日本JISD68OI的定义:AGV是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的工业车辆。自动引导车辆只有按物料搬运作业自动化,柔性化和准时化的要求,与自动导向系统、自动装卸系统、通讯系统、安全系统和管理系统等构成自动引导车辆系统(简称AGVS:Automated Guided vehicle System)才能真正发挥作用。

随着计算机硬件技术并行与分析式处理技术、自动控制技术、传感器技术以及软件开发环境的不断发展,为AGV的研究与应用提供了必要的技术物质基础。人工智能技术如理解与搜索,任务与路径规划,模糊与神经网络控制技术的发展,使AGV向着智能化和自主化方向发展。AGV的研究与开发集人工智能、信息处理及图像处理为一体,涉及计算机、自动控制、信息通讯、机械设计和电子技术等多个学科,成为物流自动化研究的热点之一。

AGV在我国的研究及应用起步较晚。20世纪70年代后期,北京起重运输机械研究所研制了三轮式AGV。80年代后期,北京机械工业自动化研究所为二汽研制了立体化仓库中的AGV和沈阳自动化研究所为金杯汽车公司研制了汽车发动机装配的AGV。90年代,清华大学的国家CIMS工程中心将从国外引进的AGV成功地应用于CIMS的实验研究,清华大学计算机技术应用系研制了用于邮政中心的AGV昆明船舶设备研究所研制了激光引导式AGV以及吉林大学智能车辆课题组为汽车装配线研制了线视觉引导的AGV等。

一、物流领域智能车辆的技术分析

AGV的引导方式不仅决定着由其组成的物流系统的柔性,也影响着系统性的可靠性和组态费用。直到20世纪80年代,埋线电磁感应引导技术仍然只是可选择的引导技术之一。但是,电子技术的发展使AGV的引导技术多样化,引导方式多元化。因此,AGV的性能进一步提高并能适应于更复杂的工作环境,应用也更为广泛。

根据AGV引导信息的来源,引导方式可分为外导式和内导式。外导式是指在车辆运行的路径上设置引导信息媒体(如带有变频感应电磁场的导线,磁带或色带等),由车上的传感器检测引导信息的特性(如频率,磁场强度,光强度等),再将此信息经过处理,用以控制车辆沿引导路线行驶。内导式是指在车辆上预先设定运行路径坐标,在车辆运行中实时检测车辆当前位置坐标并与预先设定的相比较,然后控制车辆的运行方向,即采用所谓的坐标定位原理。另外,根据AGV引导线路的形式,引导方又可分为有线式和无线式。以上两大类的具体引导方法见表1。

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