[00045082]基于视觉与惯性定位的自主导航 AGV 装置研发

　　一、项目简介
　　自动导航运输车（Automated Guided Vehicle，AGV）是装有自动导航装置， 能够沿规定的路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。广泛应用于汽车制造、电子、纺织、食品、烟草、物流仓储等行业和领域。 2016 年中国 AGV 市场销售量 7350 台，市场规模达
　　12。08 亿元，同比增长 37。7%。2017 年中国市场 AGV 销量有望突破 10200 台， 同比增速超 38%。特别是新一代完全柔性的 AGV 机器人将在各种场景下得到应用，新的 AGV 增量市场正在酝酿过程中。
　　当前 AGV 主要导航方式为有轨导航（固定路径）和无轨导航（柔性路径）。传统有轨导航 AGV 主要采用有轨导航方式，虽然简单易行、路径跟踪可靠性好， 但灵活性和柔性差；新的激光导航方式，在应用时具有更高的柔性，但目前大多数是采用反射板和三角定位原理进行，其灵活性和柔性受到限制。
　　无轨导航 AGV 不需要任何场地施工、具备自由路径导航和智能避让能力的AGV，越来越受到行业的重视，是重要发展趋势和研究热点。这种无轨的自主导航系统（自由路径规划和决策）具有更高的引导柔性，能够更高效、灵活地完成物料的搬运任务。随着车间物流和生产流程日益复杂多变，对柔性供送、自主规划决策的新一代 AGV 需求迫切。
　　本项目致力于开发面向柔性物料搬运、内部物流的 AGV 机器人平台，具有效率高，易于操作、使用灵活且安全等特点。项目研究的这种 AGV 是第三代柔性移动机器人，综合了激光、视觉、惯性定位和自主规划决策技术，是未来的移动解决方案。（智能化工具化），适应于巡检和商城、宾馆、医院等场所的内部配送。
　　项目研究全新一代 AGV 属于自主导航机器人，具备全柔性：无轨导航，不需要场地布设，全软件化，应用更广（内部物流、人机协作等）。具备自主性： 自动路径规划、自动避障、自动跟踪、相互协作、自动充电等智能决策。项目研究具有重要的现实意义和市场前景。
　　二、前期研究基础
　　研究团队已经开工研究面向柔性物料搬运和物流配送的新一代 AGV 机器人，服务于需混合导航与自由路径功能的新兴 AGV 市场，目前研发的这种AGV 是第三代高级移动机器人，综合了激光、视觉、惯性导航和自主规划决策与人机交互技术，是未来的移动解决方案（智能化工具化）。累计完成投资 150 万元，已和厦门万久公司开展省高校产学项合作目（基于视觉与惯性定位的AGV 装置研发），设计完成了 AGV 机器人样机，正进行驱动系统、导航系统、控制系统可靠性与性能指标的测试。
　　当前正在的研究工作和目标是，进一步完善 AGV 基本机型设计，实现激光SLAM、里程/IMU 惯性定位、自主路径规划与跟踪；对 AGV 的 RGB-D 视觉系统进行开发设计，实现视觉引导与目标识别、跟踪、避让；进行终端控制软件开发，形成产品应用解决方案。
　　已发表的与项目相关的主要论文 SCI 论文 5 篇，EI 论文 20 余篇。主要发明专利有：
　　1。仲训昱， 田军， 庞聪， 彭侠夫， 曾建平。 基于前倾 2D 激光雷达移动扫描的路面与障碍检测方法。 国家发明专利（受理中）
　　2。仲训昱。 基于虚拟扫描与测距匹配的 AGV 激光 SLAM 方法。 国家发明专利
　　（申请号：201710504910。7， 受理中）。
　　3。仲训昱， 李跃亮， 彭侠夫。 面向智能车自主充电的柔性对接装置。 国家发明专利（申请号： 201710389598。1， 受理中）
　　4。仲训昱， 王祥， 陈映冰， 彭侠夫。 基于 A*提取引导点的 AGV 路径跟踪与避障协调方法。国家发明专利（申请号： 201710043581。0， 受理中）
　　5。仲训昱， 李跃亮， 刘嘉伟， 彭侠夫。 一种面向智能车自主充电的柔性对接装置。 国家实用新型专利， 专利号： 201720606992。1
　　三、应用技术成果
　　（一）导航控制系统设计
　　研究团队开发了一种全柔性自主式 AGV 机器人， 其导航控制系统如下图所示，特点有：
　　1）采用这种模块化的系统平台， 搭建激光导航 AGV 产品， 可实现降低制作成本 30%-50%；

　　2）结合视觉/惯性定位和特殊运动机构， 支持各种场景下的使用、简易且节省人工成本。