Điều hướng và hướng dẫn của AGV đề cập đến quá trình trong đó AGV kiểm soát tốc độ và góc lái dựa trên độ lệch đường đi, do đó đảm bảo rằng AGV di chuyển chính xác đến vị trí và hướng của điểm mục tiêu. Nó chủ yếu liên quan đến ba điểm kỹ thuật chính:
1. Định vị
Định vị là bước cơ bản nhất trong điều hướng và hướng dẫn AGV, xác định vị trí và hướng của AGV so với tọa độ toàn cầu trong môi trường làm việc.
2. Nhận thức và mô hình hóa môi trường
Để đạt được chuyển động tự động của AGV, cần xác định các thông tin môi trường khác nhau dựa trên nhiều cảm biến, chẳng hạn như ranh giới đường, điều kiện mặt đất, chướng ngại vật, v.v. AGV xác định các khu vực có thể tiếp cận và không thể tiếp cận theo hướng chuyển tiếp thông qua nhận thức về môi trường, xác định vị trí tương đối trong môi trường và dự đoán chuyển động của các chướng ngại vật động, từ đó cung cấp cơ sở cho việc lập kế hoạch đường đi cục bộ.
3. Lập kế hoạch đường đi
Theo mức độ nắm vững thông tin môi trường của AGV, chúng có thể được chia thành hai loại: một loại là lập kế hoạch đường dẫn toàn cầu dựa trên thông tin môi trường đã biết và loại còn lại là lập kế hoạch đường dẫn cục bộ dựa trên thông tin cảm biến. Môi trường thứ hai là không xác định hoặc không xác định một phần, nghĩa là kích thước, hình dạng và vị trí của chướng ngại vật phải được thu thập thông qua các cảm biến.
So sánh các phương pháp điều hướng AGV
AGV ban đầu chủ yếu sử dụng băng từ hoặc điều hướng điện từ, có nguyên tắc đơn giản, công nghệ trưởng thành và chi phí thấp. Tuy nhiên, việc thay đổi hoặc mở rộng đường dẫn và bảo trì sau này phức tạp hơn và AGV chỉ có thể đi theo các tuyến đường cố định và không thể đạt được khả năng tránh thông minh hoặc thay đổi nhiệm vụ theo thời gian thực thông qua hệ thống điều khiển.
Hiện tại, phương pháp điều hướng chính cho AGV là mã QR cộng với điều hướng quán tính, sử dụng tương đối linh hoạt và dễ dàng đặt hoặc thay đổi đường dẫn. Tuy nhiên, đường dẫn yêu cầu bảo trì thường xuyên. Nếu trang web phức tạp, mã QR cần được thay thế thường xuyên. Ngoài ra, các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra đối với độ chính xác và tuổi thọ của con quay hồi chuyển.
Với sự phát triển của thuật toán SLAM, SLAM đã trở thành phương pháp điều hướng nâng cao ưa thích của nhiều nhà sản xuất AGV. SLAM không yêu cầu các phương tiện định vị khác, hình thức và đường dẫn của nó rất linh hoạt và có thể thích ứng với các môi trường tại chỗ khác nhau. Tôi tin rằng với sự trưởng thành của các thuật toán và việc giảm chi phí phần cứng, SLAM chắc chắn sẽ trở thành phương pháp điều hướng chính cho các AGV trong tương lai.
SLAM có thể tạm chia thành hai loại: SLAM laser (2D hoặc 3D) và SLAM trực quan.
Visual SLAM hiện đang trong giai đoạn phát triển thêm và mở rộng kịch bản ứng dụng. Visual SLAM đã nhận được sự quan tâm rộng rãi do những ưu điểm của nó như lượng thông tin lớn và khả năng ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, các thuật toán yêu cầu bộ xử lý cao, thường yêu cầu CPU cấp độ máy tính để bàn hoặc thậm chí là GPU. Tuy nhiên, AGV chủ yếu sử dụng bộ xử lý nhúng nên khó có thể áp dụng nó trên quy mô lớn trên các thiết bị AGV nhỏ trong thời gian ngắn.
SLAM laser bắt đầu sớm hơn SLAM trực quan, lý thuyết và công nghệ của nó đã tương đối trưởng thành. Tính ổn định và độ tin cậy của nó đã được xác minh và các yêu cầu về hiệu suất của nó đối với bộ xử lý thấp hơn nhiều so với SLAM trực quan. Ví dụ, SLAM laser chính thống có thể chạy trong thời gian thực trên các CPU ARM thông thường. Hiện tại, một số nhà sản xuất AGV đã tung ra sản phẩm dựa trên điều hướng SLAM laser. Không còn nghi ngờ gì nữa, SLAM laser vẫn sẽ là giải pháp SLAM chủ đạo trong một khoảng thời gian.
Công nghệ dẫn đường và điều hướng AGV đã và đang phát triển theo hướng linh hoạt hơn, độ chính xác cao hơn và khả năng thích ứng mạnh mẽ hơn, đồng thời sự phụ thuộc của nó vào các điểm đánh dấu điều hướng phụ ngày càng giảm. Phương pháp điều hướng đường dẫn miễn phí của định vị thời gian thực và xây dựng bản đồ, chẳng hạn như SLAM, chắc chắn là xu hướng phát triển trong tương lai. Tôi tin rằng trong tương lai không xa, sự tích hợp của các công nghệ như 5G, AI, điện toán đám mây, IoT và rô-bốt thông minh sẽ mang lại những thay đổi kinh thiên động địa cho ngành AGV và phương pháp điều hướng SLAM với độ linh hoạt, độ chính xác và khả năng thích ứng cao hơn sẽ cũng như dễ thích nghi hơn với môi trường làm việc năng động phức tạp và luôn thay đổi. Sau sự phát triển chung của nhiều ngành, chắc chắn sẽ có nhiều công nghệ điều hướng AGV cao cấp hơn trong tương lai.