[00045082]基于視覺與慣性定位的自主導航 AGV 裝置研發

　　一、項目簡介
　　自動導航運輸車（Automated Guided Vehicle，AGV）是裝有自動導航裝置， 能夠沿規定的路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種物料移載功能的搬運車輛。廣泛應用于汽車制造、電子、紡織、食品、煙草、物流倉儲等行業和領域。 2016 年中國 AGV 市場銷售量 7350 臺，市場規模達
　　12。08 億元，同比增長 37。7%。2017 年中國市場 AGV 銷量有望突破 10200 臺， 同比增速超 38%。特別是新一代完全柔性的 AGV 機器人將在各種場景下得到應用，新的 AGV 增量市場正在醞釀過程中。
　　當前 AGV 主要導航方式為有軌導航（固定路徑）和無軌導航（柔性路徑）。傳統有軌導航 AGV 主要采用有軌導航方式，雖然簡單易行、路徑跟蹤可靠性好， 但靈活性和柔性差；新的激光導航方式，在應用時具有更高的柔性，但目前大多數是采用反射板和三角定位原理進行，其靈活性和柔性受到限制。
　　無軌導航 AGV 不需要任何場地施工、具備自由路徑導航和智能避讓能力的AGV，越來越受到行業的重視，是重要發展趨勢和研究熱點。這種無軌的自主導航系統（自由路徑規劃和決策）具有更高的引導柔性，能夠更高效、靈活地完成物料的搬運任務。隨著車間物流和生產流程日益復雜多變，對柔性供送、自主規劃決策的新一代 AGV 需求迫切。
　　本項目致力于開發面向柔性物料搬運、內部物流的 AGV 機器人平臺，具有效率高，易于操作、使用靈活且安全等特點。項目研究的這種 AGV 是第三代柔性移動機器人，綜合了激光、視覺、慣性定位和自主規劃決策技術，是未來的移動解決方案。（智能化工具化），適應于巡檢和商城、賓館、醫院等場所的內部配送。
　　項目研究全新一代 AGV 屬于自主導航機器人，具備全柔性：無軌導航，不需要場地布設，全軟件化，應用更廣（內部物流、人機協作等）。具備自主性： 自動路徑規劃、自動避障、自動跟蹤、相互協作、自動充電等智能決策。項目研究具有重要的現實意義和市場前景。
　　二、前期研究基礎
　　研究團隊已經開工研究面向柔性物料搬運和物流配送的新一代 AGV 機器人，服務于需混合導航與自由路徑功能的新興 AGV 市場，目前研發的這種AGV 是第三代高級移動機器人，綜合了激光、視覺、慣性導航和自主規劃決策與人機交互技術，是未來的移動解決方案（智能化工具化）。累計完成投資 150 萬元，已和廈門萬久公司開展省高校產學項合作目（基于視覺與慣性定位的AGV 裝置研發），設計完成了 AGV 機器人樣機，正進行驅動系統、導航系統、控制系統可靠性與性能指標的測試。
　　當前正在的研究工作和目標是，進一步完善 AGV 基本機型設計，實現激光SLAM、里程/IMU 慣性定位、自主路徑規劃與跟蹤；對 AGV 的 RGB-D 視覺系統進行開發設計，實現視覺引導與目標識別、跟蹤、避讓；進行終端控制軟件開發，形成產品應用解決方案。
　　已發表的與項目相關的主要論文 SCI 論文 5 篇，EI 論文 20 余篇。主要發明專利有：
　　1。仲訓昱， 田軍， 龐聰， 彭俠夫， 曾建平。 基于前傾 2D 激光雷達移動掃描的路面與障礙檢測方法。 國家發明專利（受理中）
　　2。仲訓昱。 基于虛擬掃描與測距匹配的 AGV 激光 SLAM 方法。 國家發明專利
　?。ㄉ暾執枺?01710504910。7， 受理中）。
　　3。仲訓昱， 李躍亮， 彭俠夫。 面向智能車自主充電的柔性對接裝置。 國家發明專利（申請號： 201710389598。1， 受理中）
　　4。仲訓昱， 王祥， 陳映冰， 彭俠夫。 基于 A*提取引導點的 AGV 路徑跟蹤與避障協調方法。國家發明專利（申請號： 201710043581。0， 受理中）
　　5。仲訓昱， 李躍亮， 劉嘉偉， 彭俠夫。 一種面向智能車自主充電的柔性對接裝置。 國家實用新型專利， 專利號： 201720606992。1
　　三、應用技術成果
　?。ㄒ唬Ш娇刂葡到y設計
　　研究團隊開發了一種全柔性自主式 AGV 機器人， 其導航控制系統如下圖所示，特點有：
　　1）采用這種模塊化的系統平臺， 搭建激光導航 AGV 產品， 可實現降低制作成本 30%-50%；

　　2）結合視覺/慣性定位和特殊運動機構， 支持各種場景下的使用、簡易且節省人工成本。