移動(dòng)機(jī)器人在工廠能夠?qū)崿F(xiàn)高效作業(yè)的關(guān)鍵之一就是導(dǎo)航技術(shù)的專(zhuān)業(yè)性。
基于整個(gè)智能制造的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航技術(shù)不斷迭代，大致可分為：磁導(dǎo)航、激光反光板導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、SLAM 導(dǎo)航。
一、磁導(dǎo)航
磁導(dǎo)航在上世紀(jì)中后期逐漸成熟，磁導(dǎo)航的原理是在機(jī)器人行駛路徑上埋置金屬線，給金屬線加載導(dǎo)航頻率，通過(guò)機(jī)器人上的電磁感應(yīng)線圈來(lái)感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。
雖然簡(jiǎn)單穩(wěn)定且成本不高，但是基于固定的路徑引導(dǎo)方式造成機(jī)器人的靈活性較差，且不易二次改造。
二、激光反光板導(dǎo)航
激發(fā)反光板導(dǎo)航得益于激光雷達(dá)的快速發(fā)展，上世紀(jì)末開(kāi)始在國(guó)內(nèi)內(nèi)廣泛應(yīng)用。其原理是在環(huán)境中布置由反光材料制成的反光板，通過(guò)機(jī)器人的雷達(dá)掃描，依據(jù)三角定位原理估計(jì)機(jī)器人位姿。該導(dǎo)航需要全局布置反光板，增加了實(shí)施成本和改造難度，導(dǎo)航靈活度也較差。
三、二維碼導(dǎo)航
二維碼導(dǎo)航屬于視覺(jué)識(shí)別，要比磁導(dǎo)航定位更加精確。實(shí)現(xiàn)原理是在地面鋪設(shè)二維碼陣列，通過(guò)機(jī)器人下方的相機(jī)掃描二維碼實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位。
二維碼導(dǎo)航在鋪設(shè)、改變路徑上也較容易，對(duì)聲光無(wú)干擾，便于控制。但是對(duì)于較大的工廠，在地面上張貼很多二維碼，不僅會(huì)增加導(dǎo)航的復(fù)雜性，而且地面上的二維碼易磨損，需要經(jīng)常維護(hù)，如果人為干涉或機(jī)器人經(jīng)過(guò)，容易造成二維碼損壞，那么就需要頻繁更換二維碼才能實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航。
四、SLAM 導(dǎo)航
SLAM 導(dǎo)航分為激光 SLAM 和視覺(jué) SLAM 兩種。
SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)，也稱(chēng)為 CML(Concurrent Mapping and Localization)， 即時(shí)定位與地圖構(gòu)建或并發(fā)建圖與定位。
視覺(jué) SLAM 導(dǎo)航(Visual SLAM 導(dǎo)航)的原理是通過(guò)機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中攝像頭拍攝地面紋理進(jìn)行自動(dòng)建圖，再將這些地面紋理信息與自建地圖中的紋理圖像進(jìn)行配比，以此估計(jì)機(jī)器人當(dāng)前位姿，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的定位導(dǎo)航。目前仍處于前期研發(fā)、未大規(guī)模落地階段。
視覺(jué) SLAM 導(dǎo)航?jīng)]有傳感器探測(cè)距離限制，路徑規(guī)劃靈活，定位精度高，室內(nèi)外通用，成本低，綜合性?xún)r(jià)比高。但是對(duì)于光線的依賴(lài)程度較高，所以在光線不足或者一些無(wú)紋理區(qū)域需要借助輔助傳感器，并且采集紋理庫(kù)工作量非常大。不可與二維碼導(dǎo)航融合使用，需要保持地面的清潔來(lái)確保高精度，所以不可張貼其他東西。
激光 SLAM 導(dǎo)航是目前最先進(jìn)最成熟的導(dǎo)航方式，已經(jīng)成為移動(dòng)機(jī)器人的重要發(fā)展趨勢(shì)，也是仙工智能移動(dòng)機(jī)器人主要應(yīng)用的導(dǎo)航方式。
激光 SLAM 導(dǎo)航的原理是通過(guò)激光雷達(dá)掃描環(huán)境的輪廓從而構(gòu)建環(huán)境的點(diǎn)云地圖，再依據(jù)已構(gòu)建好的點(diǎn)云地圖與激光掃描到的實(shí)時(shí)點(diǎn)云做匹配進(jìn)行定位導(dǎo)航。
相較于上述多種導(dǎo)航方式，激光 SLAM 導(dǎo)航直接使用激光快速建圖，完成地圖繪制，無(wú)需人力輸出且無(wú)需對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行改造，主要應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，實(shí)施更方便，精確度更高，適用性更強(qiáng)。
雖然激光 SLAM 導(dǎo)航的價(jià)格相比而言略為昂貴，但是考慮到后期的其他維護(hù)成本，長(zhǎng)期綜合成本會(huì)更低。
基于仙工智能 SRC 系列核心控制器打造的移動(dòng)機(jī)器人及 AMB 系列底盤(pán)，采用的都是自主研發(fā)的激光 SLAM 導(dǎo)航技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自主繪制地圖、自主導(dǎo)航。機(jī)器人在任何一個(gè)陌生的場(chǎng)景，只需走一遍，就能自主繪制相應(yīng)地圖，無(wú)需磁條、磁釘、反光板、二維碼等輔助定位設(shè)施，實(shí)現(xiàn)無(wú)軌化自主導(dǎo)航，自動(dòng)規(guī)劃路徑，自主行駛，安全可靠高效。
目前市面上常規(guī)的激光 SLAM 導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)高定位精度，仙工智能通過(guò)優(yōu)化算法可使其達(dá)到重復(fù)精度 ±5mm，對(duì)接精度 ±2mm。無(wú)論全廠多少機(jī)器人，都可以實(shí)現(xiàn)超高重復(fù)精度、超高一致性，真正打造出高精度、全自主移動(dòng)機(jī)器人。
攜手集成商，仙工智能產(chǎn)品組合深入多個(gè)行業(yè)，成熟應(yīng)用于各行業(yè)工廠智能物流環(huán)節(jié)。下方以青島一汽物流代表的汽車(chē)零部件制造工廠為例，展示了仙工智能基于激光 SLAM 無(wú)軌化自主導(dǎo)航打造的智能物流方案：
不僅是激光 SLAM 導(dǎo)航，仙工智能移動(dòng)機(jī)器人還支持激光反光板導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航，三種模式可以自由切換，在保證更加高效高精度的導(dǎo)航前提下，提升機(jī)器人應(yīng)對(duì)各種非標(biāo)場(chǎng)景的適應(yīng)性。
（仙工智能）
