随着人力成本一直上升，慢慢的变多的企业面临招工难的问题，机器代人已成为大势所趋。无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)作为自动化运输搬运的重要工具，近年来的应用愈来愈普遍。使用AGV能够高效率、低成本地完成客户人性化和多样化的需求，在智能仓储、智能工厂的内部物流中起到很重要的作用。

　　AGV具有智能化、灵活化、柔性化、低成本、高效率、安全作业等特性。它能解决人工难以在恶劣天气、危险环境中作业的情况，并能减少废气和噪音。也可满足企业的个性化需求定制，具有很广阔的市场前景。

　　国家标准对AGV 的定义是：AGV（Automated Guided Vehicle 自动导引车）：装备有电磁或光学等自动导引装置，由计算机控制，以轮式移动为特征，自带动力或动力转换装置，还可以沿规定的导引路径自动行驶的运输工具，通过与WMS、MES结合，AGV实现仓储的自动化搬运管理，货位柔性动态分配，拣选由“人到货”变为“货到人”提高工作效率。

　　通俗的讲，AGV 就是一个用来运输的移动机器人，它是一个搬运工，把货物从A处运到B处，因此AGV的大部分研究也是包含在移动机器人领域内的。

　　AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构相对比较简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的别的设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，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。

　　AGV扮演物料运输的角色已经60多年了。第一辆AGV诞生于1953年，它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的，带有车兜，在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物。到上世纪五十年代末到六十年代初期时，已有多种类型的牵引式AGV用于工厂和仓库。

　　20世纪70年代，基本的导引技术是靠感应埋在地下的导线产生的电磁频率。通过一个叫做“地面控制器”的设备打开或关闭导线中的频率，从而指引AGV沿着预定的路径行驶。

　　20世纪80年代末期，无线式导引技术引入到AGV系统中，例如利用激光和惯性进行导引，这样提高了AGV系统的灵活性和准确性，而且，当需要修改路径时，也不必改动地面或中断生产。这些导引方式的引入，使得导引方式更加多样化了。

　　从20世纪80年代以来，自动导引运输车（AGV）系统已发展成为生产物流系统中最大的专业分支之一，并出现产业化发展的趋势，成为现代化企业自动化装备不可缺少的重要组成部分。

　　在欧、美等发达国家，发展最为迅速，应用最为广泛；在亚洲的日本和韩国，也得到迅猛的发展和应用，尤其是在日本，产品规格、品种、技术水平、装备数量及自动化程度等方面较为丰富，已达到标准化、系列化、流水线生产的程度。在我国，随着物流系统的迅速发展，AGV的应用场景范围也在继续扩展，如何能够开发出能够很好的满足用户各方面需求（功能、价格、质量）的AGV系统技术是未来我们一定要面对的现实问题。

　　近年来，随工业自动化与人机一体化智能系统成为主要流行趋势，AGV行业迎来了重要的发展机遇。目前为止，AGV已逐渐普及化，在工厂搬运、仓储物流等诸多领域实现了深度应用。不仅如此，在技术持续升级、应用不断成熟的情况下，AGV还将获得更大的发展空间。

　　工厂内的物料转运或是作为装备移动平台，是AGV最早的“工作”之一。在许多工厂里，由于需要重复性搬运物料或是产品，因而AGV就有了“用武之地”。在这些工作中，AGV基本功能是从A点到B、C、D点等间的往复输送，以节省人工与时间成本，并提升搬运效率。未来，AGV有望实现全面提速，不仅能提高精准度，还能更为快速地在各种任务间进行切换，同时对于装载物的识别能力也将增强，并有可能具备自主记忆、自主学习的拟人功能。

　　分拣工作是内部物流最复杂的一环，往往人工工时耗费最多，目前，AGV在仓储物流领域主要应用于货物的分拣和搬运。国内这一领域应用AGV“一炮而红”的就是申通的“小黄人”。此前，采用人工分拣的方式，仓储中心往往需要配备大量的员工，而且分拣效率难以提高，遇到重要活动期时，往往忙不过来。而应用了AGV机器人后，不仅大幅削减了人力成本，还提高了快递分拣效率，实现了双赢。因此，未来仓储物流领域将是AGV的主要应用场景之一，并在分拣、运输等领域获得进一步升级，持续提升工作效率，甚至参与到短程派送的业务当中。

　　近两年来，停车场的自动化、智能化也得到了加快速度进行发展，而AGV正是其中的“主角”。不少停车设施通过采用AGV机器人，不仅实现了停车过程的高度自动化，同时还优化了有限的停车空间，规划了更多的停车位，以解决城市停车难问题。不过，由于建设成本、经营成本和发展理念等问题，未来AGV停车场能否得到普遍普及还是个问号。但毋庸置疑的是，AGV为停车设施的变革提供了新的选择，是一个绝对值得尝试的新方向。

　　与工厂和仓储中心的工作类似，AGV在港口的主要工作也是自动化运输。不过，AGV在港口的应用也才开始不久，随着港口自动化的发展，AGV才逐步应用于这一场景。目前，全球最大的集装箱自动化码头——上海国际航运中心洋山深水港区四期工程已经开港运营。与传统码头相比，洋山四期工程最大的亮点就是首次采用了自动化设备和控制管理系统，由电脑控制桥吊来装卸集装箱，用无人驾驶的AGV来运输集装箱。可以预测，未来的几年，正因为巨大的经济和社会效益，港口应用将是AGV在中国最富前景的行业。

　　随着人工智能技术的发展，具备语音识别、人脸识别等功能的服务机器人逐渐占领了大片市场。目前在服务领域应用的AGV主要有清洁机器人、餐饮机器人、迎宾机器人、导购机器人等，为多个行业带来了重要改变。未来，机器人的应用普及还将进一步加速，而随着AGV逐渐迈向更高智能化，巨大的基础性优势，将成为其持续拓宽应用场景的坚实助力，必将创造更为广阔的市场空间。

　　电站巡检机器人主要使用在于室内外变电站代替巡视人员进行巡视检查。机器人系统携带红外热像仪、可见光CCD等有关的电站设备检验测试装置，以自主和遥控的方式，代替人对室外高压设备做巡测，以便及时有效地发现电力设备的内部热缺陷、外部机械或电气问题如异物、损伤、发热、漏油等等，给运行人员提供诊断电力设备正常运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。

　　未来3~5年，变电站巡检机器人领域将有52.5亿元市场容量。其中国家电网省级服务器机房497个，挂柜式巡检机器人的需求在1500-2000台，整体的市场容量可达10-20亿。

　　AGV按照移载方式能分为推挽式 AGV、辊道式 AGV、牵引式 AGV、驮举式 AGV、 叉式 AGV、 拣选式 AGV 以及复合式 AGV。

　　按照不同驱动方式， AGV 产品还可分为全方位驱动、 差速驱动、 单轮驱动等

　　按照不同导引方式， AGV 产品分为视觉导引、 激光导引、 惯性导引、 磁带导引、电磁导引等产品。

　　AGV系统的控制是通过物流上位调度系统、AGV地面控制管理系统及AGV车载控制管理系统三者之间的相互协作完成的。

　　为了能够解决好这样一些问题，AGV系统的构成也必然复杂：AGV控制管理系统分为地面（上位）控制管理系统、车载（单机）控制管理系统及导航/导引系统，其中，地面控制管理系统指AGV系统的固定设备，主要负责任务分配，车辆调度，路径（线）管理，交通管理，自动充电等功能；车载控制管理系统在收到上位系统的指令后，负责AGV的导航计算，导引实现，车辆行走，装卸操作等功能；导航/导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向。

　　AGV地面控制管理系统（StationarySystem）即AGV上位控制管理系统，是AGV系统的核心。其基本功能是对AGV系统（AGVS）中的多台AGV单机进行任务分配，车辆管理，交通管理，通讯管理等。

　　任务管理：任务管理类似计算机操作系统的进程管理，它提供对AGV地面控制程序的解释执行环境；提供根据任务优先级和启动时间的调度运行；提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等。

　　车辆管理：车辆管理是AGV管理的核心模块，它根据物料搬运任务的请求，分配调度AGV执行任务，根据AGV行走时间最短原则，计算AGV的最短行走路径，并控制指挥AGV的行走过程，及时下达装卸货和充电命令。

　　交通管理：根据AGV的物理尺寸大小、运作时的状态和路径状况，提供AGV互相自动避让的措施，同时避免车辆互相等待的死锁方法和出现死锁的解除方法；AGV的交通管理主要有行走段分配和死锁报告功能。

　　通讯管理：通信管理提供AGV地面控制管理系统与AGV单机、地面监控系统、地面IO设备、车辆仿真系统及上位计算机的通信功能。和AGV间的通信使用无线电通信方式，要建立一个无线网络，AGV只和地面系统来进行双向通信，AGV间不进行通信，地面控制管理系统采用轮询方式和多台AGV通信；与地面监控系统、车辆仿真系统、上位计算机的通信使用TCP/IP通信。

　　车辆驱动：小车驱动负责AGV状态的采集，并向交通管理发出行走段的允许请求，同时把确认段下发AGV。

　　AGV车载控制管理系统（OnboardSystem），即AGV单机控制管理系统，在收到上位系统的指令后，负责AGV单机的导航，导引，路径选择，车辆驱动，装卸操作等功能。

　　导航（Navigation）：AGV单机通过自身装备的导航器件测量并计算出所在全局坐标中的位置和航向。

　　导引（Guidance）：AGV单机根据当前的位置、航向及预先设定的理论轨迹来计算下个周期的速度值和转向角度值即，AGV运动的命令值。

　　路径选择（Searching）：AGV单机根据上位系统的指令，通过计算，预先选择即将运行的路径，并将结果报送上位控制管理系统，能否运行由上位系统根据其它AGV所在的位置统一调配。AGV单机行走的路径是结合实际工作条件设计的，它有若干“段”（Segment）组成。每一“段”都指明了该段的起始点、终止点，以及AGV在该段的行驶速度和转向等信息。

　　车辆驱动（Driving）：AGV单机根据导引（Guidance）的计算结果和路径选择信息，通过伺服器件控制车辆运行。

　　AGV的导航导引是指AGV根据路径偏移量来控制速度和转向角，来保证AGV精确行驶到目标点的位置及航向的过程。主要涉及三大技术要点：

　　定位是确定AGV在工作环境中相对于全局坐标的位置及航向，是AGV导航导引的最基本环节。

　　为了实现AGV自主移动，应该要依据多种传感器识别多种环境信息：如道路边界、地面情况、障碍物等。AGV通过环境感知确定前进方向中的可达区域和不可达区域，确定在环境中的相对位置，以及对动态障碍物运动进行预判，从而为局部路径规划提供依据。

　　根据AGV掌握环境信息的程度不同，可分为两种类型：一个是基于环境信息已知的全局路径规划，另一个是基于传感器信息的局部路径规划，后者环境是未知或部分未知的，即障碍物的尺寸、形状和位置等信息一定要通过传感器获取。

　　AGV之所以可以在一定程度上完成无人驾驶，导航和导引对其起到了至关重要的作用，随技术的发展，能用来AGV的导航/导引技术主要有以下几种：

　　该导航方式依然是通过磁导航传感器检验测试磁钉的磁信号来寻找行进路径，只是将原来采用磁条导航时对磁条进行连续感应变成间歇性感应，因此磁钉之间的距离不能够过大，且两磁钉间AGV处于一种距离计量的状态，在该状态下需要编码器计量所行走的距离。其次，磁钉导航所用控制模块与磁条导航控制模块相同。

　　磁条导航被认为是一项非常成熟的技术，主要是通过测量路径上的磁场信号来获取车辆自身相对于目标跟踪路径之间的位置偏差，以此来实现车辆的控制及导航。磁条导航具备极高的测量精度及良好的重复性，磁导航不易受光线变化等的影响，在运行过程中，磁传感系统具备极高的可靠性和鲁棒性。磁条一旦铺设好后，维护费用很低，常规使用的寿命长，且增设、变更路径较容易。

　　激光导航是在AGV行驶路径的周围安装激光反射板，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。

　　电磁导航是较为传统的导航方式之一，目前仍被采用，它是在AGV的行驶路径上埋设金属线，并在金属线加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现AGV的导航功能。该导航技术类似于磁条导航，由于该导航技术美性不足、路径变更困难等缺点，该技术方案逐渐被AGV厂商放弃，但是特定地场合也更适合该导航技术，具体根据AGV工作环境要求。比如高温环境下、线路平直性要求严格等要求。

　　该导航技术主要使用在于激光二位扫描仪对其周围环境进行扫描测量，获取测量数据然后结合导航算法实现AGV导航。该导航传感器通常使用具有安全功能的安全激光扫描仪实现，由于采用安全激光扫描仪能轻松实现安全功能的同时也可以在一定程度上完成导航测量功能。采用测距导航技术的AGV能轻松实现进入集装箱内部进行自动取货送货功能。

　　轮廓导航是目前AGV最为先进的导航技术，该技术利用二维激光扫描仪对现场环境做测量、学习，并绘制导航环境，接着进行多少测量学习，修正地图进而实现轮廓导航功能。利用自然环境（墙壁、柱子以及其它固定物体）进行自由测距导航依据环境测量结果更新位置。轮廓导航优点：不需要反射器或其它人工地标；降低安装成本；减少维护工作；激光导航替代方案

　　混合导航是多种导航的集合体，该导航方式是根据现场环境的变化应运而生的。由于现场环境的变化导致某种导航暂时不足以满足要求，进而切换到另一种导航方式继续满足AGV连续运行。

　　光学导航其实利用工业摄像机识别。该导航分为色带跟踪导航、二维码识别等等功能。

　　二维码导引方式是通过离散铺设QR二维码，通过AGV车载摄像头扫描解析二维码获取实时坐标。二维码导引方式也是目前市面上最常见的AGV导引方式，二维码导引+惯性导航的复合导航形式也被大范围的应用，亚马逊的KIVA机器人是通过这种导航方式实现自主移动的。这种方式相对灵活，铺设和改变路径也较为方便，缺点是二维码易磨损，需定期维护。

　　惯性导航是在AGV上安装陀螺仪，利用陀螺仪能获取AGV的三轴角速度和加速度，通过积分运算对AGV进行导航定位，惯性导航优点是成本低，短时间内精度高，但这种导航方式缺点也特别明显，陀螺仪本身跟着时间增长，误差会累积增大，直到丢失位置，堪称是“绝对硬伤”。使得惯性导航通常作为其他导航方式的辅助。如同上文所提到的二维码导引+惯性导航的方式，就是在两个二维码之间的盲区使用惯性导航，通过二维码时重新校正位置。

　　SLAM激光导航则是一种无需使用反射板的自然导航方式，它不再一定要通过辅助导航标志（二维码、反射板等），而是通过工作场景中的自然环境，如：仓库中的柱子、墙面等作为定位参照物以实现定位导航。相比于传统的激光导航，它的优势是制造成本较低。据小编了解，目前也有厂商（如：SICK）研发了适用于AGV室外作业的激光传感器。

　　视觉导航也是基于SLAM算法的一种导航方式，这种导航方式是通过车载视觉摄像头采集运行区域的图像信息，通过图像信息的处理来做定位和导航。视觉导航具有高灵活性，适合使用的范围广和成本低等优点，但是目前技术成熟度一般，利用车载视觉系统快速准确地实现路标识别这一技术仍处于瓶颈阶段。

　　1、工人及设备数量多，开支费用大；2、效率低下，数据化低，错误率高；3、传统叉车有一定不安全性；4、工人难招，人口减少，管理困难。

　　一份好的AGV物流规划方案，可以为公司可以提供一个推进物流自动化实施的架构，其中核心就是两个，一是打好基础，即“工业强基工程”，二是制造业的管理创新、智能、绿色工程，也就是向高端发展。

　　基础的东西包括基础的AGV执行器本身、软件系统、配套设备、第三方兼容等等，这些就是物流自动化的根基，基础打不好，建起来也是“”工程，“面子”工程。

　　企业必须认识到，过去靠劳动密集型低端产业获得原始积累的老路子已经走到头了，依靠各种创新，才是制造业的唯一出路。但是抱着“别人有我也有”的思路去上马AGV物流项目，失败是必然的，“有”和“有用”有着天壤之别，一定要在创新的基础上，响应用户自身的需求。如用途、场地、成本、产品档次等情况。

　　AGV小车的方案需按照每个客户的实际应用场景来进行定制，以满足生产需求和扩容需求。需要对应用场景做如下分析：

　　运输环境：物料运输环境对AGV的选型有很大的影响，无论是室内和室外、高温高湿、冷藏还是暗房等等，不同的运输环境对AGV的要求差距很大。

　　物料特点：根据运输物料的长宽高以及重量、成箱还是散料、温度、气味等情况选择正真适合的AGV。

　　接口：被运送的物品与送到目的地的对接设备之间需要一个接口，这个接口的定位、识别、记录、标记以及显示等都需要对应的AGV小车，选择正真适合的自动化设备才能完美的完成任务。

　　合理规划AGV小车路径，减少交通堵塞问题，一个良好的路径规划，不仅能使多台AGV小车降低道路堵塞的风险，还可以让物流系统更加顺畅，搬运效率更加高。