【導讀】ⅠAGVtypes. Induction-guidedAGV. 2.Laser-guidedAGV

　　

【正文】 的動態(tài)閉環(huán)控制能夠保證 AGV 對設定路徑的穩(wěn)定自動跟蹤。這種電磁感應引導式導航方法目前在絕大多數(shù)商業(yè)化的 AGVS 上使用，尤其是適用于大中型的 AGV。 2. 激光引導式 AGV 該種 AGV 上安裝有可旋轉的激光掃描器，在運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性的定位標志， AGV 依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當前的位置以及運動的方向，通過和內置的數(shù)字地圖進行對比來校正方位，從而實現(xiàn)自動搬運。 目前，該種 AGV 的應用越來越普遍。并且依據(jù)同樣的引導原理，若將激光掃描器更換為紅外發(fā) 射器、或超聲波發(fā)射器，則激光引導式 AGV 可以變?yōu)榧t外引導式 AGV和超聲波引導式 AGV。 3. 視覺引導式 AGV 視覺引導式 AGV 是正在快速發(fā)展和成熟的 AGV，該種 AGV 上裝有 CCD 攝像機和傳感器，在車載計算機中設置有 AGV 欲行駛路徑周圍環(huán)境圖像數(shù)據(jù)庫。 AGV 行 駛過程中，攝像機動態(tài)獲取車輛周圍環(huán)境圖像信息并與圖像數(shù)據(jù)庫進行比較，從而確定當前位置并對下一步行駛做出決策。 這種 AGV 由于不要求人為設置任何物理路徑，因此在理論上具有最佳的引導柔性，隨著計算機圖像采集、儲存和 處理技術的飛速發(fā)展，該種 AGV 的實用性越來越強。此外，還有鐵磁陀螺慣性引導式 AGV、光學引導式 AGV 等多種形式的 AGV。 二 AGV 的應用 1．倉儲業(yè) 倉儲業(yè)是 AGV 最早應用的場所。 1954 年世界上首臺 AGV在美國的 South Carolina州的 Mercury Motor Freight 公司的倉庫內投入運營，用于實現(xiàn)出入庫貨物的自動搬運。目前世界上約有 2 萬臺各種各樣 AGV 運行在 2100 座大大小小倉庫中。印度家電巨頭Videocon 集團于 2020 年投產(chǎn)運行的開發(fā)區(qū)立體倉庫中， 9 臺 AGV 組成了一個柔性 的庫內自動搬運系統(tǒng)，成功地完成了每天 23400 的出入庫貨物和零部件的搬運任務。 2．制造業(yè) AGV 在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手，高效、準確、靈活地完成物料的搬運任務。并且可由多臺 AGV 組成柔性的物流搬運系統(tǒng)，搬運路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調整而及時調整，使一條生產(chǎn)線上能夠制造出十幾種產(chǎn)品，大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力。 1974 年瑞典的 Volvo Kalmar 轎車裝配廠為了提高運輸系統(tǒng)的靈活性，采用基于 AGVS 為載運工具的自動轎車裝配線，該裝配線由多臺可裝載轎車車體的 AGVS 組成，采用該裝配線后， 裝配時間減少了 20%，裝配故障減小 39%，投資回收時間減小57%，勞動力減小了 5%。目前， AGV 在世界的主要汽車廠，如通用、豐田、克萊斯勒、大眾等汽車廠的制造和裝配線上得到了普遍應用。 近年來，作為 CIMS 的基礎搬運工具， AGV 的應用深入到機械加工、家電生產(chǎn)、微電子制造、卷煙等多個行業(yè)，生產(chǎn)加工領域成為 AGV 應用最廣泛的領域。 3．郵局、圖書館、港口碼頭和機場 在郵局、圖書館、碼頭和機場等場合，物品的運送存在著作業(yè)量變化大，動態(tài)性強，作業(yè)流程經(jīng)常調整，以及搬運作業(yè)過程單一等特點， AGV 的并行 作業(yè)、自動化、智能化和柔性化的特性能夠很好的滿足上式場合的搬運要求。瑞典于 1983 年在大斯得哥爾摩郵局、日本于 1988 年在東京多摩郵局、中國在 1990 年于上海郵政樞紐開始使用 AGV，完成郵品的搬運工作。在荷蘭鹿特丹港口， 50 輛稱為 “yard tractors”的 AGV 完成集裝箱從船邊運送到幾百碼以外的倉庫這一重復性工作。 4．煙草、醫(yī)藥、食品、化工 對于搬運作業(yè)有清潔、安全、無排放污染等特殊要求的煙草、醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中， AGV 的應用也受到重視。在許多著名的卷煙企業(yè)，如 Philip Morris、英國皇家煙草公司等應用激光引導式 AGV 完成托盤貨物的搬運工作。 5．危險場所和特種行業(yè) 在軍事上，以 AGV 的自動駕駛為基礎集成其他探測和拆卸設備，可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵察，英國軍方正在研制的 MINDER Recce 是一輛偵察車，具有地雷探測、銷毀及航路驗證能力的自動型偵察車。在鋼鐵廠， AGV 用于爐料運送，減輕了工人的勞動強度。在核電站和利用核輻射進行保鮮儲存的場所， AGV 用于物品的運送，避免了危險的輻射。在膠卷和膠片倉庫， AGV 可以在黑暗的環(huán)境中，準確可靠的運送物料和半成品。 三 AGV 的路線 與調度方法 AGV 使用中的路線優(yōu)化和實時調度是當前 AGV 領域的一個研究熱點。實用中，人們采用的方法主要有： 1． 數(shù)學規(guī)劃方法 為 AGV 選擇最佳的任務及最佳路徑，可以歸納為一個任務調度問題。數(shù)學規(guī)劃方法是求解調度問題最優(yōu)解的傳統(tǒng)方法，該方法的求解過程實際上是一個資源限制下的尋優(yōu)過程。實用中的方法主要有整數(shù)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、 petri 方法等。在小規(guī)模調度情況下，這類方法可以得到較好的結果，但是隨著調度規(guī)模的增加，求解問題耗費的時間呈指數(shù)增長，限制了該方法在負責、大規(guī)模實時路線優(yōu)化和調度中應用。 2． 仿真方法 仿真方法通過對實際的調度環(huán)境建模，從而對 AGV 的一種調度方案的實施進行計算機的模擬仿真。用戶和研究人員可以使用仿真手段對某些調度方案進行測試、比較、監(jiān)控，從而改變和挑選調度策略。實用中采用的方法有離散事件仿真方法、面向對象的仿真方法和 3 維仿真技術，有許多軟件可以用于 AGV 的調度仿真，其中， Lanner 集團的 Witness 軟件可以快速建立仿真模型，實現(xiàn)仿真過程三維演示和結果的分析處理。 3． 人工智能方法 人工智能方法把 AGV 的調度過程描述成一個在滿足約束的解集搜索最優(yōu)解的過程 。它利用知識表示技術將人的知識包括進去，同時使用各種搜索技術力求給出一個令人滿意的解。具體的方法有專家系統(tǒng)方法、遺傳算法、啟發(fā)式算法、神經(jīng)網(wǎng)絡算法。其中，專家系統(tǒng)方法在實用中較多采用，它將調度專家的經(jīng)驗抽象成系統(tǒng)可以理解和執(zhí)行的調度規(guī)則，并且采用沖突消解技術來解決大規(guī)模 AGV 調度中的規(guī)則膨脹和沖突問題。 由于神經(jīng)網(wǎng)絡具有并行運算、知識分布存儲、自適應性強等優(yōu)點，因此，它成為求解大規(guī)模 AGV 調度問題是一個很有希望的方法。目前，用神經(jīng)網(wǎng)絡方法成功的求解了TSPNP 問題，求解中，神經(jīng)網(wǎng)絡能把組合優(yōu)化問題 的解轉換成一種離散動力學系統(tǒng)的 能量函數(shù)，通過使能量函數(shù)達到最小而求得優(yōu)化問題的解。 遺傳算法是模擬自然界生物進化過程中的遺傳和變異而形成的一種優(yōu)化求解方法。遺傳算法在求解 AGV 的優(yōu)化調度問題時，首先通過編碼將一定數(shù)量的可能調度方案表示成適當?shù)娜旧w，并計算每個染色體的適應度（如運行路徑最短），通過重復進行復制、交叉、變異尋找適應度大的染色體，即 AGV 調度問題的最優(yōu)解。 單獨用一種方法來求解調度問題，往往存在一定的缺陷。目前，將多種方法進行融合來求解 AGV 的調度問題是一個研究熱點。如，將專家系統(tǒng)和遺傳 算法融合，把專家的知識融入到初始染色體群的形成中，以加快求解速度和質量。