【自动导引车领域涉及许多专业术语】

自动导引车领域涉及许多专业术语。以下是一些核心和常见的术语及其解释:
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核心概念

  1. AGV: 自动导引车。这是最基础的术语,指装备有自动导引装置(如电磁、光学、激光、SLAM等),能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
  2. AMR: 自主移动机器人。新一代的AGV,强调更强的自主性、灵活性和智能。与依赖固定路径的传统AGV不同,AMR通常使用SLAM技术构建环境地图,并能自主规划最优路径、动态避障,适应性更强。(注意:AGV和AMR有时会混用,但技术上有区别)

导航技术相关

  1. 导引方式: AGV/AMR 确定自身位置和路径的方法。
    • 磁条导引: 在地面铺设磁条,AGV通过磁传感器检测磁条轨迹行驶。
    • 二维码导引: 在地面粘贴二维码,AGV通过摄像头读取二维码获取位置信息。
    • 激光反射板导引: 在环境固定位置安装反射板,AGV顶部的激光扫描器发射激光并接收反射信号,通过三角定位计算自身位置。
    • SLAM: 即时定位与地图构建。AMR的核心技术。机器人通过自身搭载的传感器(激光雷达、摄像头、IMU等)在未知环境中移动时,同时构建环境地图并确定自身在地图中的位置。无需预先铺设轨道或安装反射板。
    • 自然特征导引: 利用环境中固有的、稳定的特征(如柱子、墙壁边缘、固定设备)进行导航,通常结合SLAM实现。
    • 惯性导引: 使用陀螺仪和加速度计等惯性传感器计算位置和方向,通常与其他导引方式(如二维码)结合使用,在失去外部信号时进行短时推算。
    • 光学导引: 在地面铺设色带(通常是反光带),AGV通过光学传感器检测色带边缘行驶(较老的导引方式)。
    • 电磁导引: 在地面下埋设通有低频电流的导线,产生交变磁场,AGV通过电磁传感器检测磁场强弱来循迹(较老的导引方式)。
    • 混合导引: 结合使用两种或多种导引技术。

车辆类型与功能相关

  1. 移载方式: AGV/AMR 如何装卸货物。

    • 潜伏式: AGV潜入货架/料车底部,通过顶升机构将其抬起运输。
    • 牵引式: AGV通过牵引杆连接拖车进行运输。
    • 叉车式: 像传统叉车一样,拥有货叉,可进行堆垛、取放托盘货物。
    • 背负式: AGV自身带载货平台,货物直接放置或固定在平台上运输。
    • 辊道式: AGV自带动力辊道,可与生产线或工作站的固定辊道对接,自动传送货物。
    • 机械手式: AGV上集成机械臂,可进行更复杂的抓取和操作。
    • 顶升式: 类似于潜伏式,但主要用于顶升和搬运特定载具(如料车、物料箱)。
    • 复合式: 结合多种移载功能。
  2. 调度系统: 负责管理和控制多台AGV/AMR协同工作的中央软件系统。主要功能包括任务分配、路径规划、交通管制、状态监控、充电管理等。

  3. 交通管制: 确保多台AGV在共享区域或路径上安全、高效运行,避免碰撞和死锁的机制。常见方法有:

    • 区域控制: 将地图划分为不同区域,同一时间只允许一台AGV进入特定区域。
    • 路径占用: AGV在行驶时临时占用其所在路径段,阻止其他AGV进入。
    • 动态避让: AMR通过传感器实时感知周围AGV/障碍物,自主调整路径避让。

系统与运行相关

  1. 充电桩: AGV/AMR自动充电的装置。常见类型:
    • 接触式: AGV驶入充电桩,通过物理触点连接充电(常用)。
    • 无线充电: 利用电磁感应进行非接触式充电。
  2. 站点: 地图上预先定义的关键位置点,如装货点、卸货点、充电点、等待点等。AGV根据任务前往特定站点。
  3. 路径规划: 调度系统或AMR自身为完成特定任务(从A点到B点)计算最优或可行行驶路线的过程。
  4. 任务队列: 调度系统中等待分配给AGV执行的任务列表。
  5. 地图: AGV/AMR运行环境的数字表示,包含路径、站点、障碍物区域、充电区等信息。SLAM构建的就是地图。
  6. 最大运行载荷: AGV/AMR能够安全运输的最大货物重量。
  7. 安全传感器: 用于检测障碍物、防止碰撞的设备,是AGV安全运行的关键。常见类型:
    • 激光扫描仪: 在AGV周围形成安全防护区域。
    • 接触式保险杠: 物理碰撞触发急停。
    • 超声波传感器: 近距离探测。
    • 3D视觉传感器: 提供更丰富的环境信息。
  8. 急停按钮: 安装在AGV车体上的物理按钮,按下后AGV立即停止所有动作。
  9. 手动操作模式: AGV脱离自动调度系统,可由人工手动控制行驶的模式,用于调试、维护或特殊情况。
  10. Wi-Fi/5G: AGV/AMR与调度系统、其他设备进行通信的主要无线网络技术。
  11. 电池管理系统: 监控和管理AGV电池状态(电量、温度、健康状况等),确保安全运行和及时充电。

其他

  1. Fleet Management: 车队管理。即调度系统的核心功能,管理多台AGV/AMR。
  2. OEE: 整体设备效率。衡量AGV系统生产效率的指标。
  3. Uptime: 正常运行时间。衡量AGV系统可靠性的指标。

掌握这些术语有助于更好地理解自动导引车的技术原理、系统构成和应用方案。随着技术发展,新的术语还会不断涌现。

根据GB/T 30030—2023《自动导引车 术语》标准及相关技术资料,关于“定位精度”和“重复定位精度”的完整定义、技术内涵及实际应用要点如下:


1. 术语定义与标准解读

  • 定位精度(Positioning Accuracy)
    定义:自动导引车(AGV)实际到达位置与预设目标位置之间的偏差,包括位置偏差(单位:毫米/mm)和角度偏差(单位:度/°)。
    技术内涵:反映AGV单次执行任务时的绝对位置准确性,受导航系统、环境干扰、控制算法等因素综合影响。
    标准要求:GB/T 30030—2023中明确其为核心性能参数,需在技术文档中标注具体数值范围(如±10mm)。

  • 重复定位精度(Repeat Positioning Accuracy)
    定义:AGV在相同条件(相同路径、载荷、环境)下多次到达同一位置时,实际位置之间的最大偏差值。
    技术内涵:衡量AGV系统稳定性和可靠性的关键指标,与机械结构、传感器一致性、控制系统重复性相关。
    标准要求:需通过≥10次重复测试取最大值,典型工业场景要求≤±5mm(高精度场景需≤±1mm)。


⚙️ 2. 技术影响因素分析

(1) 导航技术对定位精度的影响

不同导航方式因原理差异,定位精度表现显著不同(详见下表):

导航技术 定位精度范围 重复定位精度范围 主要限制因素
激光反射板导航 ±5mm ±3mm 反射板安装精度、灰尘遮挡
磁导航(磁条) ±10mm ±5mm 磁条铺设平整度、铁磁物质干扰
视觉导航 ±15mm ±8mm 光线变化、特征点识别稳定性
惯性导航 ±30mm(随时间累积) ±20mm 陀螺仪漂移、加速度计误差积累
UWB+激光融合 ±10mm ±5mm 多传感器数据同步、算法优化水平

注:复合导航(如激光+惯性)可通过数据融合提升精度,但成本较高。

(2) 机械与控制系统因素
  • 驱动结构:单元驱动(舵轮)的转向精度高于差速驱动,适用于高精度场景。
  • 定位辅助装置
    • 二次定位:接近目标点时通过激光/视觉传感器微调位置(如±1mm精度)。
    • 辅助定位:采用机械限位(如带轴承的定位销孔结构),通过物理接触消除最终偏差。

3. 高精度应用场景与解决方案

场景案例
  • 发动机缸体装配:要求重复定位精度≤±1mm,需采用“激光SLAM+辅助机械限位”组合方案。
  • 港口集装箱转运:重载AGV(载重300吨)需保证±10mm重复精度,依赖多轮组分布式驱动与动态负载平衡算法。
提升精度的关键技术
  1. 传感器融合
    • 卡尔曼滤波融合UWB与激光雷达数据,减少单一传感器的误差。
  2. 环境适应性设计
    • 在减速区、停车区设置多级检测区间(如激光扫描仪+接触式保险杠),避免定位漂移。
  3. 数字孪生校准
    • 通过实时监控系统比对实际位置与数字地图,动态修正路径。

总结

  • 定位精度:决定AGV能否到达目标位置,是单次任务的绝对准确性指标。
  • 重复定位精度:反映AGV在长期运行中的稳定性,直接影响高精度作业(如装配、对接)的可靠性。
  • 实践建议
    • 工业场景优先选择激光反射板或复合导航技术;
    • 需定期校准传感器(尤其惯性导航);
    • 重载AGV需强化机械结构刚性以避免形变导致的精度衰减。

依据GB/T 30030—2023,这两项参数是AGV系统选型与验收的核心依据,企业应结合应用场景的精度要求(如±1mm vs ±20mm)选择匹配的技术方案。

根据GB/T 30030—2023《自动导引车 术语》及相关技术资料,针对您关注的“标定板”“二维码导航”“通讯”“行走准确度”四类术语,系统整理如下:


一、标定板相关术语

标定板在AGV导航系统中主要用于传感器校准和环境参照,虽未在GB/T 30030—2023中直接定义,但与其功能相关的术语包括:

  1. 反射板(Reflector)

    • 定义:用于导航的反射标志物,通常为高反光材料制成的平面板,安装于运行环境中,供激光传感器识别定位。
    • 作用:为激光反射板导航提供位置基准,提升定位精度(可达±5mm)。
  2. 导航二维码(Navigation 2D Code)

    • 定义:包含导航信息的二维图形编码,粘贴于地面或设备表面,存储位置坐标、路径方向等数据。
    • 与标定板的关联:部分视觉导航系统需先用标定板校准摄像头畸变,再识别二维码,确保定位准确性。

二、二维码导航相关术语

  1. 二维码导航(2D Code Navigation)

    • 定义:AGV通过车载传感器(如摄像头)获取地面导航二维码信息,解析位置数据并实现自主移动的导航方式。
    • 特点:路径更改灵活,但需定期维护二维码清晰度。
  2. 辅助定位(Assisted Positioning)

    • 定义:AGV到达目标点后,通过外部装置(如机械限位、视觉标定板)进行位置微调的方法,常用于提升二维码导航的最终定位精度。
  3. 路径规划(Path Planning)

    • 定义:基于二维码标记点之间的拓扑关系,选择AGV行驶路径的方法。需结合“最短路径”(理论耗时最短)与“最优路径”(实时交通效率最高)综合决策。

二维码导航技术特点对比

组件/性能 作用 技术限制
导航二维码 存储位置坐标、航向角信息 易受污损、光照影响识别率
车载视觉传感器 识别并解码二维码图像 需标定板校准光学畸变
辅助定位装置 机械限位消除±1mm内偏差 增加硬件成本

三、通讯相关术语

  1. 通信系统(Communication System)

    • 定义:AGV与上位控制系统(如调度系统、监控系统)进行数据交换的软硬件总称,支持任务指令下发、状态回传及实时避障。
  2. 无线通信技术

    • Wi-Fi/5G:用于AGV集群调度与高带宽数据传输(如实时视频流)。
    • 蓝牙(Bluetooth):短距离通信,用于AGV与手持设备配对或近场校准。
    • ZigBee:低功耗网状网络,适用于多AGV协同作业的场景。
  3. 调度系统(Dispatching System)

    • 定义:通过通信网络对多台AGV进行任务分配、路径规划及交通管理的中央控制系统,需确保通信延迟≤100ms以避免死锁。

四、行走准确度相关术语

  1. 定位精度(Positioning Accuracy)

    • 定义:单次任务中AGV实际到达位置与目标位置的偏差(含位置偏差±mm和角度偏差±°),反映绝对定位能力。
  2. 重复定位精度(Repeat Positioning Accuracy)

    • 定义:相同条件下多次到达同一位置的最大偏差值,衡量系统稳定性(高精度场景要求≤±1mm)。
  3. 二次定位(Secondary Positioning)

    • 定义:AGV接近目标点时启动高精度传感器(如激光、视觉)进行位置微调,将定位误差从±10mm缩减至±2mm内。
  4. 姿态精度(Attitude Accuracy)

    • 定义:AGV实际航向角与预设航向角的偏差,影响货叉对接、机械臂操作等任务的准确性。

五、其他关联术语

  • 检测区间(Detecting Section):AGV通过传感器(如激光雷达)监测障碍物的区间,分为减速区(预警降速)、停车区(完全停止)、紧急停车区(瞬时制动),保障行走路径安全。
  • 驱动单元(Driving Assembly):提供行驶及转向动力的装置,其结构(如舵轮独立转向 vs. 差速转向)直接影响行走轨迹精度。

术语应用与场景对照

需求场景 核心术语 标准要求/典型值 技术方案
高精度装配线 重复定位精度 + 二次定位 ≤±1mm 二维码导航 + 机械限位辅助定位
柔性仓储物流 二维码导航 + 路径规划 系统有效作业率≥95% Wi-Fi调度 + 动态最优路径算法
重载港口运输 定位精度 + 驱动单元 ±10mm(载重300吨) 多轮组复合驱动 + UWB融合定位

以上术语均源自GB/T 30030—2023标准框架,结合工业实践扩展了技术细节。实际应用中需根据场景需求选择匹配的导航、通信及精度控制方案。

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