UWB在AGV机器人导航上的应用

一、AGV机器人导航情况
随着无人超市、自动化物流等行业的出现，AGV自动机器人大规模的发展起来，AGV机器人指装备有电磁或光学等自动引导装置，能够沿规定导引路径行驶，具有安全保护以及各种移栽功能得运输车，工业应用中式自动化无人驾驶，可以以充电得蓄电池为动力来源。一般可以透过电脑来控制行车路线，或利用电磁轨道来设定路线，电磁轨道固定在地上，AGV依循电磁轨道所带来的信息进行移动。
AGV机器人的几项关键技术：1）定位与导航 2）AGV调度。移动机器人首先要知道“我在哪”也就是定位问题，然后是“我要去哪”这是调度问题，接着是“怎么去”这个是导航问题。定位与导航往往是相辅相成一起解决的，对于室内定位及导航来说，传统的定位方式主要是磁条，磁带，磁钉之类，这些方式的优点和局限性都很明显：优点是运动路径可控，安全性更高，缺点是路径局限性比较大。 稍微灵活一点的定位方案比如激光反光板，二维码，天花板特征，这几种方案会利用人工预设的一些特征来定位，犹如海洋中的灯塔，当移动机器人看到了灯塔就知道自己在哪了。比较典型的用二维码的例子是Amazon的Kiva。再灵活一点的就是SLAM了，相对来说比较成熟的是激光SLAM。通过预先对环境构建地图，再通过当前传感器得到的环境特征与之匹配从而得到当前位置，省略了人工设置路标，和去寻找路标的工序。还有一种思路就是类似于GPS方式的定位，比如WIFI,iBeacons，这种方式定位精度可能不会太高，但是对于环境要求低，定位算法也相对简单，需要结合其他的定位方式。至于惯导和里程计，更多的是用来做辅助定位用，与前面的几种导航方式融合。而室外定位的方式比较常用的还是磁钉，比如港口和码头上转运的AGV，前一段时间比较火的青岛港应该用的就是磁钉。另外一种不用施工的就是差分GPS，利用一个标准的GPS位置基准台去修正AGV的位置，定位精度和延时可能是需要解决的问题。
采用UWB定位系统具有定位精度高，部署简单，系统性价比高等特点，因此基于UWB定位技术的AGV有着广阔的前景。

二、UWB进行导航的特点
考虑引入UWB的定位技术，主要是UWB定位有较高的定位精度达到10cm，在某些应用情况下，可能10cm的精度已经够用了，但是在一般的情况下，10cm的精度还是稍显不足的，所以可以考虑UWB定位和其他定位技术相结合的手段。比如在末端引入了RFID条码、磁钉等方式。在中段定位的时候采用UWB定位和防碰撞的算法，增加AGV行车的灵活性，在末端的时候采用RFID进行精确匹配，达到提高精度的目的。

1、减轻工人劳动强度，合理调配资源，提升工厂开象及效率

2、可减少由于人工的不规范操作而造成的货物损坏

3、系统内在智能控制，让货物摆放更加有序，车间更加整洁

4、通过在厂房部署多个UWB定位基站，使得厂区都能够得到有效的定位覆盖，定位精度达到10cm

5、AGV自动送料车上部署定位终端，定位基站通过侦测定位终端的脉冲信号来判断定位终端的位置

6、定位引擎通过计算定位基站上报的数据最后确定AGV的二维坐标

7、AGV终端接收来自系统侧的位置坐标指引，按照目的地行进

8、系统灵活性强，可允许最大限度地更改路径规划
9、主要应用于机械加工、家电生产等制造业物料搬运领域

系统原理：

1、在AGV送料车车头正下方安装RFID阅读器，在运料车上放置托盘、料架、料箱等货物进行运输，AGV送料车上安装UWB定位终端

2、在物料运送路线上UWB终端和UWB定位基站完成AGV小车的位置信息获取，AGV送料车上放置好物料后控制中心下达指令（送料路线） 到PLC控制器，PLC接收指令后控制送料车启动并按指令开始运送物料

3、UWB定位系统判断AGV小车已经到达目的地后，位置信息后反馈给PLC控制器（控制系统模块），PLC接收编码数据并处理信息后，控制AGV送料车按送料路线选择站点停靠，AGV小车的RFID阅读器搜索目的标签的信息，并确认物料送到

4、物料送达站点后AGV送料车可根据指令进行下一站点的物料运送，所有送料指令完成后，送料车按设定路线返回起点
三、基于UWB的AGV车导航总结
UWB技术在AGV车上的应用，精度大大的高于WIFI、惯导等手段，又能极大的增加AGV的灵活性，有着广泛的使用前景，UWB定位技术不但在人员定位系统上有着广泛的应用，在工业领域也有着极大的前途。

转自：https://www.uwb-lbs.com/view/v2/173.html