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AGV小車自動避障解決方案

作者:電應普 發布時間:2021-9-10 14:06:42 閱讀次數:469

近年來,無人化這個概念逐漸被運用到了社會中的各個行業,比如無人零售、無人駕駛、無人工廠;而跟物流有關的就有無人分揀機器人、無人駕駛卡車和無人叉車,越來越多的新裝備也開始投入到實際運用中。


倉儲管理在物流管理中占據著核心地位。傳統的倉儲管理中存在諸多的弊端,通過智慧物流,升級裝備技術,提升自動化水平,實現機器替代人的戰略,可有效解決倉儲物流管理的現存痛點。其中自動引導運輸車(Automated Guided Vehicle,簡稱AGV)是智能化物流倉庫中必不可少的工具。

     

AGV小車主要實現定位商品位置,以最優路徑揀貨,然后自動把貨物送到目的地的功能。不管是要進行導航規劃還是避障,感知周邊環境信息是第一步。就避障來說,移動機器人需要通過傳感器實時獲取自身周圍障礙物信息,包括尺寸、形狀和位置等信息。避障使用的傳感器多種多樣,各有不同的原理和特點。目前常見的主要有超聲波傳感器、視覺傳感器、激光傳感器、紅外傳感器等。

其中,超聲波傳感器是一種成本低、實現方法簡單、技術成熟的方案,其利用超聲波傳感器來實現避障,即通過壓電或靜電變送器產生一個頻率在幾十kHz的超聲波脈沖組成波包,系統檢測高于某閾值的反向聲波,檢測到后使用測量到的飛行時間計算距離,實時獲取自身周圍障礙物信息,包括障礙物的尺寸、形狀和位置等。 

作為機器人的眼睛,AGV領域的避障問題,電應普推出了車規級的超聲波傳感器,以替代傳統的紅外和激光傳感器,能夠幫助倉儲AGV在倉庫中實現自主避障,當多輛小車交叉行駛時,及時、準確停車以避免碰撞。超聲波傳感器可探測60°水平視角、45°垂直視角范圍,且有效探測距離為4.5m,以保證更高的可靠性與穩定性。相對于2D 掃面式雷達的單一水平面探測,傳感器可以更好地規避地上的低矮障礙物。

傳感器發射超聲波,聲音是錐形傳播的,因此實際測到的距離并不是一個點,而是某個錐形角度范圍內最近物體的距離。超聲波傳感器內置的避障算法,對視場范圍內的所有障礙物信息進行深度整合與處理,最終只輸出距離機器人最近的障礙物的方位信息。

當傳感器探測到障礙物并進入到預警區域內,傳感器就會將距離機器人最近的障礙物的方位信息及時反饋給AGV控制系統,由控制系統控制機器人減速、剎車。而對于那些不在機器人前進區域內的障礙物,即使離的再近,雷達也不會預警,以保證機器人作業的效率。當障礙物離開后或者設計繞開障礙物,機器人方可繼續工作。 在實際應用中,只需要設置AGV車寬、避障范圍即可,無需二次數據開發。


車輛通過激光點云結合高精度地圖進行局部路徑規劃,獲得若干條待選軌跡。然后將超聲波獲取到的障礙物信息進行投影,反算至車輛坐標系下,對獲得的待選軌跡進行進一步篩選與修正,最終得出最優軌跡,根據最優軌跡控制車輛運動。當車輛處于前進狀態時,前方超聲波獲取的障礙物距離小于車輛行駛的安全距離時,車輛進行急停,當車輛處于倒車狀態時同理。


電應普超聲波傳感器

- 直接輸出數字信號

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