近年來，國內工業自動化市場逐漸增長，越來越多企業引進工業自動化系統。工業自動化系統不僅能讓生產成本變低，還能減小能源低消耗，提高生產效率。

  而在工業自動化的主流趨勢下，AGV（Automated Guided Vehicle 自動導航運輸車）行業迎來了迅猛的發展，現已廣泛在工廠搬運、倉儲物流、醫療器械運輸、自動停車等場景里。

  牽引式拖拉機改造，空中導線導引，帶有車兜——這是1953年世界上第一輛AGV的雛形。

  經過60多年的發展，最初用導線導航的AGV基本已被淘汰，并進化出多種方式導航。目前，市場上應用廣泛的AGV導航方式主要有磁導航、二維碼導航、激光導航和視覺導航等。

磁導航

  磁導航的核心是“磁場”。

  一般是在AGV的行駛路徑上埋設金屬導線或磁條，并加載低頻、低壓電流，使導線周圍產生磁場，然后AGV上的感應線圈對導航磁場強弱進行識別和跟蹤，從而實現AGV導引。

二維碼導航

  顧名思義，二維碼導航就是通過掃描二維碼進行導航。

  它的原理是AGV通過攝像頭掃描地面鋪設的二維碼，通過解析二維碼信息獲取當前的位置信息。為了提高定位精準度，二維碼導航通常會與慣性導航相結合使用，慣性導航可以利用AGV內部傳感器(光電編碼器，陀螺儀)獲取當前位置和姿態，輔助二維碼導航定位。

激光導航

  激光導航就是通過AGV發射激光，然后接受反射回來的激光來判斷AGV的位置與環境。

  在AGV車體上安裝激光掃描器，激光掃描器隨AGV的行走的同時會發出激光束，發出的激光束被沿AGV行駛路徑鋪設的多組反射板或工作環境中的墻面、物體等直接反射回來，觸發控制器記錄信息，計算出AGV的位置坐標等，從而感知周圍環境。

視覺導航

  視覺導航是通過AGV車載視覺傳感器獲取運行區域周圍的圖像信息來實現導航的方法。

  AGV在移動過程中，攝像頭會拍攝地面紋理并進行自動建圖，再將在運行過程中獲取的地面紋理信息，與自建地圖中的紋理圖像進行配準對比，以此估計移動機器人當前位姿，實現移動機器人的定位。

  另外，提及一下SLAM導航，SLAM導航現在比較火，被討論得比較多。在AGV領域，SLAM導航包含激光SLAM導航與視覺SLAM導航，SLAM（simultaneous localization and mapping）即同步定位與建圖，指在未知的環境中，AGV通過自身所攜帶的內部傳感器（編碼器、IMU等）和外部傳感器（激光傳感器或者視覺傳感器）來對自身進行定位，并在定位的基礎上利用外部傳感器獲取的環境信息增量式的構建環境地圖。

  相比于要改造環境的磁導航與二維碼導航，SLAM導航可直接用在任何環境里，無需花錢花精力改造環境，拿到即能用。

  下面我們來看看這4種主要導航方式優缺點的對比：

  整體來看，這4種AGV導航方式都有著定位精確的優點。

  但是在成本方面，磁導航和視覺導航成本相對低些，而其他三種方式成本相對高，二維碼導航的二維碼易磨損，會產生較高的維護成本，而激光導航的激光傳感器價格也比較高。

  而在路徑規劃靈活度方面，磁導航的靈活度是最低的，因為磁導航要改變路徑意味著地上的磁導線或磁條要改變，比較麻煩，二維碼導航相對靈活些，改變路徑較容易，而激光SLAM導航和視覺SLAM導航則是最靈活的，屬于無軌導航。

  以上幾種AGV導航發展有先有后，都有各自的缺點和優勢，所以從實際的使用場景出發，他們各有市場。但是，未來誰會是主流的AGV導航方式呢？

  磁導航于日本九十年代就大規模興起了，加上磁導航技術門檻低，代碼又開源，所以在國內發展的時間最久。不過，磁導航AGV成本低，性能一般，是相對低端的AGV，要求較高的應用場景，都不會用它。

  未來，隨著市場要求的進一步提高，留給磁導航AGV的空間只會越來越小。

  目前，AGV導航技術研發主要集中在二維碼導航、激光SLAM導航和視覺SLAM導航上，未來發展也將以這三種導航方式為主。

  二維碼導航在市場上的火爆離不開二維碼導航機器人Kiva，它于2012年被亞馬遜以7.75億美元的高價收購，瞬間被世界所熟知。Kiva被譽稱為世界上最成功的AGV設計，定制的雙攝像機成像模塊是Kiva系統的關鍵設備之一，一個攝像頭向下看地面以識別倉庫地板上的二維碼，另一個向上看貨架的底部。每個攝像頭都配備6個紅色LED用于照明。夾在兩個攝像機之間的是圖像處理模塊，能通過高速串口獲取數據，進行數據矩陣檢測。

  Kiva這種類似棋盤的工作模式令人非常印象深刻，于是，國內的電商，智能倉庫也紛紛效仿，采用二維碼導航AGV，進而促進了二維碼導航AGV的發展。

  不過，二維碼導航要求項目現場鋪設大量二維碼，而二維碼易磨損，維護成本較高，所以，二維碼想要長盛不衰持續占據大部分市場是比較難的，尤其是在激光傳感技術和視覺傳感技術日漸發展成熟的情況下。

  現在激光SLAM導航和視覺SLAM導航的性能越來越好了，很多人開始重視及看好SLAM導航，目前一些傳統導航AGV也已被SLAM所取代。

  SLAM導航的方式能使AGV靈活規劃路徑，定位準確，行駛路徑靈活多變，施工較為方方便，能夠適應各種實用環境。但激光導航成本較高，視覺導航繪制地圖時間較長，所以在目前AGV市場上，這兩種導航AGV的占用率都不是很高。

  不過，一方面，隨著自動駕駛的火爆，自動駕駛主要傳感器之一的激光傳感器（尤其是激光雷達）也變得香餑餑，為搶先奪得市場，現各大傳感器公司正努力研發性價比高的激光傳感器。預計不久后，激光傳感器的價格會降下去，屆時激光導航AGV將擁有更大的優勢。

  另一方面，視覺算法正高速發展，最好的例子就是特斯拉。隨著視覺算法的增強，未來視覺導航的效率會隨之上升，視覺導航AGV應用也將更加廣泛。

  未來，SLAM導航可期。

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