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图1：激光导航AGV在车间中的应用 二、激光导航分类 激光导航技术分为有反射板和无反射板激光导航。 有反射板导航是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板，AGV通过发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和方向，并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导航，需要在反射板激光叉车AGV的工作场所预先安置具有一定间隔的反射板。 跨楼层、跨车间搬运，反射板激光导航AGV难以实现，因为长途搬运不利于铺设反光板，加大施工成本，外界干扰因素增大，此外密集存储也会出现相互干扰的问题。
图2：有反射板激光导航 无反射板激光导航也称为自然导航、地图导航，是通过激光测距结合SLAM算法建立小车的整套行驶路径地图，不需要任何辅助设备，可以直接在任何环境中使用激光SLAM导航。
图3：无反射板激光导航（自然导航） 自然导航是自动导引小车（AGV）中常用的一种导航技术，其AGV行驶路径可灵活多变，柔性化程度更高，自主感知环境，自主构建实时轮廓地图，并动态调整，更适用于智能工厂的全局部署。具有高精度、高可靠性、自主性强等特点，被广泛应用于各种物流、仓储、生产制造等场景。
图4：自然导航AGV跨层调度应用 三、激光导航的工作原理图解 1. 激光发射与扫描： 激光发射器发射出激光束，并通过扫描器控制激光束的指向。扫描器可以控制激光束在多个方向上移动，从而覆盖更大的空间。
图5：激光雷达
激光束照射到周围环境中的物体表面，一部分光束被反射回来，通过接收器被采集。反射回来的光束强度和时间可以用于确定物体距离激光器的远近。
图6：激光接收过程 3. 3D地图构建： 通过连续测量多个点，可以构建出环境的3D地图。这些测量数据点可以表示出环境的形状和结构。
图7：激光导航AGV建图 4. 路径规划： 通过比对当前地图和之前地图的变化，可以计算出AGV在环境中的位置和方向。再通过路径规划算法，根据当前位置和目标位置，规划出AGV的行驶路径。
图8：AGV路径规划
AGV按照规划的路径自动行驶，遇到障碍物时，激光导航系统可以识别并避障，保证AGV的安全行驶。
图9：AGV冲突及避障处理 三、激光导航在AGV中的应用特性总结 1. 高精度导航： 激光导航可以达到毫米级别精度，AGV通过高精度的3D地图和路径规划，可以实现精确的导航和定位，其高精度还可以避免AGV对周围人员的碰撞和伤害，提高生产安全性和效率。
图10：高精度自然导航AGV 2. 复杂环境适应： 由于激光导航只涉及到光信号的传递和处理，不易受到电磁干扰和其他信号干扰的影响，可以在各种环境下进行，包括室内、室外、高温、低温等环境。无论是在复杂的物流仓库，还是在生产线上的多样环境，激光导航AGV都能适应并正常工作。它们可以应对不同的地形、光照条件以及动态变化的环境。
图11：自然导航扫地机器人 3. 协同作业： 多台AGV可以通过无线网络连接实现协同作业。这使得它们可以同时完成不同的任务，提高整体效率。 4. 高级功能扩展： 激光导航可以增加激光扫描器和反光板的数量和密度，提高定位精度和覆盖范围，还可以搭载各种传感器实现更高级别的自动化和智能化。例如，搭载视觉传感器可以实现物品识别和抓取；搭载力觉传感器可以实现物品的姿态调整和搬运等。这些扩展功能进一步扩大了AGV的应用范围。
激光导航AGV的应用范围非常广泛，例如物流行业的包裹分拣、仓储行业的货物搬运、生产制造行业的物料运输等。它们可以在各种不同的场景中发挥作用。
图2：自然导航AGV应用行业 四、激光导航应用展望 随着无人驾驶技术的不断发展，激光导航方式在AGV行业中也得到了广泛应用。传统的激光导航方式主要包括基于反射标记物和基于外界自然环境的两种形式。两种形式各自存在一定的局限性，限制了其应用范围和效果。为了克服这些局限性，导航方式的复合化变得越来越受到关注。 导航方式复合化是指将多种导航方式结合起来，通过相互协作来提高导航的准确性和稳定性。在AGV行业中，将基于反射标记物和基于外界自然环境的激光导航方式相结合已经成为一种常见的复合导航方式。这种复合化的方式可以充分发挥两种导航方式的优点，提高AGV的定位和构建地图的效果。 具体来说，基于反射标记物的激光导航方式可以提供高精度和稳定的定位信息，但是因为需要安装反射标记物，对环境的要求比较高。而基于外界自然环境的激光导航方式可以利用环境中的特征点进行定位，不需要额外的标记物，但是其定位的准确性相对较低。因此，通过将两种方式相结合，可以在不同的场景下选择合适的导航方式，提高导航的可靠性，同时降低了对环境的要求。 导航方式复合化还可以进一步扩展，例如结合其他传感器和导航技术，在自然导航的基础上，可以引入新的导航方式用以辅助如视觉、惯性导航等，形成更为复杂的导航系统，配合外部环境添加的额外特定轮廓，进一步提升定位精度和可靠性。这些复合化的方式可以进一步提高AGV的导航精度和抗干扰能力，满足不同应用场景的需求。 目前，关于激光导航与其他导航模式结合的实际应用案例很多，例如：有采用激光导航和红外导航的AGV组合导航方式运输火工品货物，提高了运输效率和导航精度，降低了生产成本，实现了运输过程的自动化。另外，还有将激光雷达和二维码地标组合导航的方法应用于AGV室内定位导航，实现了AGV在单一环境特征区域下的精准实时定位与导航，使其工作环境更加多样。此外，业内有人提出将多目视觉与激光组合导航的精确定位方法，AGV的定位精度有明显的提高，鲁棒性更好。 在智能生产与智慧物流的背景下，随着科学技术的发展，现存的AGV导航技术仍然存在不足，在效率与精度上不能实现两最优，尤其是在大规模未知的复杂环境中，AGV导航技术在精度和实时性上还需进一步提高。为了更好地适应在复杂、动态作业环境下的各个行业，满足更高的要求，AGV导航技术面临着新任务和新挑战，将朝着柔性高、精度高和可靠性强的方向发展，而与5G、云计算、物联网技术等的交互融合将会使得性能有所提高，进而提高AGV的环境感知与建模能力、自主决策能力和智能化，能更好地躲避障碍物，实现更自主的移动，提高效率与精度。 五、题外拓展 江苏亿控智能装备有限公司作为国内知名的动力及控制系统和整车技术方案提供商，不仅能为AGV车辆提供舵轮、驱动轮、差速轮、驱动器和导航系统等单台AGV的动力及控制组件，也能为整车和多台AGV提供成套技术方案，可以为客户实现自然导航、视觉导航、磁导航等多种导引方式，致力于高精度、总线控制、多场景的搬运机器人应用。
江苏亿控舵轮、驱动轮、差速轮和驱动桥等等轮式动力产品及驱动器产品可应用于高端装备业、工程机械、智能生产、大型仓库、港口等行业的自动生产、自动仓储和自动物流操作中的AGV、AMR等设备上。
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