无人叉车以轮式移动为特征,较之步行、爬行或别的非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比,无人叉车的活动区域不必铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。所以,在自动化物流系统中,最能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。
目前,市场上应用广泛的无人叉车导航方式基本有电磁导航、磁条导航、二维码导航、激光导航、视觉导航等。那么它们是如何定义的以及各自优劣势是什么呢?
电磁导航是一种较为传统的引导方式,通过在无人叉车的行驶路径上埋设金属导线,并加载低频、低压电流,使导线周围产生磁场,无人叉车上的感应线圈通过对导航磁场强弱的识别和跟踪,实现无人叉车的导引。
电磁导航的优势:导引线隐蔽,不易污染和破损,导引原理简单而可靠,便于控制通讯,对声光无干扰,投资成本低。
电磁导航劣势:改变或扩充路径较麻烦,导引线铺设相对困难。
磁条导航技术与电磁导航相近,不同之处在于采用了在路面上贴磁条替代在地面下埋设金属线,通过磁条感应信号实现导引。
磁条导航优势:无人叉车定位精确,路径的铺设、变更或扩充相对电磁导航较容易,磁条成本较低。
磁条导航劣势:磁条容易破损,需要定期维护,路径变更需要重新铺设磁带,无人叉车只能按磁条行走,无法实现智能避让或通过控制系统实时更改任务。
与磁条导航原理相近的导引方式还有磁钉导航和色带导航。磁钉导航是在地面铺设磁钉,优势是隐蔽性好、抗干扰性强、耐磨损、抗酸碱;劣势是容易受铁磁物质影响,更改路径施工量大,容易对地面造成损害,一般仅在码头应用较多。色带导引是在地面粘贴色带或涂漆,通过车载的光学传感器采集图像信号识别来实现导引,由于色带容易受到污染和破坏,对环境要求高,定位精度较低,所以应用也十分有限。
二维码导航的原理是无人叉车通过摄像头扫描地面铺设的二维码,通过解析二维码信息获取当前的位置信息。二维码导航通常与惯性导航相结合,实现精准定位。惯性导航是利用移动机器人内部传感器(光电编码器,陀螺仪)获取机器人的位置和姿态,通常作为辅助定位。
二维码导航优势:定位精确,小巧灵活,铺设、改变路径也较容易,便于控制通讯,对声光无干扰。
二维码导航劣势:路径需要定期维护,如果场地复杂,则需要频繁更换二维码,对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格,另外对场地平整度有一定要求,价格相对较高。