定位导航,作为无人叉车必不可少的技能之一,具有较大的研究意义,其定位导航方式也有许多种,例如传统的定位导航方法,需要人工设置路标,无法避免地需要对既有车间进行改造,车间改造成本与时间成本居高不下,因此,基于SLAM技术的自然导航方式,因其不需要安装标记及改造车间,提升了车间的柔性化及设备的可移植性,广受市场青睐。
如何实现自然导航
其实非常简单,只需让装有环境感知传感器的无人叉车在环境中的某一位置出发,它一边移动便能借助传感器获取的感知信息进行自定位,同时建立一个连续的环境地图,在这个地图的基础上,无人叉车便能实现精确定位与路径规划。
自然导航有何优势
1. 无需调整基础设施,无需人工添加标记。采用自然导航的无人叉车,无需再环境中安装其他辅助定位设施,无人叉车基于现有环境进行SLAM并在此基础上实现自主导航,大幅提升了工程实施的效率,具有更高的便捷性、灵活性,应用成本低,应用周期短。
2. 系统柔性高。应用自然导航方式的无人叉车,可以移除所有用于控制自动导引车行驶路线的界限,后期进行路径规划将更灵活。环境适应性强,更容易扩展无人叉车系统的应用方案。
3. 环境适应性强:在AGV中采用自然导航,使其能够适用于未知的非结构性环境中,同时在一些难以进行人工添加航标的环境,如室外环境中更易于实现,拥有更强的环境适应性。
自然导航发展现状
随着多年的研究,自然导航技术日益完善,并将理论研究成果应用于机器人实际应用中。例如澳大利亚悉尼大学实验室研制出使用自然导航的越野车,可实现对现实环境的数据采集;德国的科尔摩根团队在NDC8 系统提出使用自然导航技术,已成功应用于阿拉乳品公司及其他的工业领域的物流场景中。不止国外,国内也不乏佼佼者,例如杭州国辰机器人科技有限公司的无人叉车,从众多概念产品中脱颖而出,使用自然导航可实现车间自主搬运作业,完成产品落地与产业化部署;新松机器人将其应用于服务领域,实现智能送餐、引领讲解等功能。当然,自然导航应用的行业场景仍有许多,虽然与国外相比,国内的研究仍然主要集中在对国外已有研究成果的复现上,理论研究多于实际应用,但在未来,例如前述公司,将会进一步拓展应用领域,将成功案例复制到更多场景中去。
需要克服的技术难点
1. SLAM算法复杂度。在自主定位过程中有着许多的不确定性,虽然目前也有各种用于解决SLAM中不确定性问题的算法,但总的来说,对人员技术水平、实操经验等要求较高。
2. 二维到三维的跨越。目前基于SLAM实现的自然导航是在二维平面模式下进行定位和建图,若要实现三维空间的高度智能化,需要更大程度上的理解环境信息,还有很长一段路要走。
总结
自然导航作为一种实现无人叉车自主定位与导航的先进解决方案,改变了传统导航方式对地标的依赖,实现真正意义上的全自动化无人搬运,且其拥有着成本低、灵活性高、环境适应力强等诸多优势,虽然仍存在难点需要克服,但不乏成功经验,众多企业已为物流仓储、汽车制造、烟草化工等领域搬运、堆垛等提供了可视化解决方案,未来可期!