世上沒有十全十美的移動機器人導航方式？

要想從A點到B點，移動機器人有千百種方式來實現(xiàn)，正是“條條大路通羅馬”。“此路不通”，那就換條路。

對于移動機器人來說，只有在工作環(huán)境中精確地知道自身的位置，明確工作區(qū)域才能實現(xiàn)有效工作。可以說，移動機器人的技術發(fā)展其實是導航方式的演進史。其導航方式從最初的有軌導航到無軌導航，對特定標志物的依賴逐漸較少，對環(huán)境適應性逐漸增強。

沒有一種導航方式是十全十美的

迄今為止，AGV已經(jīng)發(fā)展出了許多種導航方式，其中比較主流的有：電磁導航、磁條導航、磁釘導航、激光導航、視覺導航、二維碼導航、色帶導航等。但這個世界上沒有十全十美的移動機器人導航方式，每一種導航方式都有其優(yōu)點或者缺點。

比如電磁導航中金屬線的鋪設麻煩，且更改和拓展路徑困難，電磁感應容易受到金屬等鐵磁物質的影響。磁條導航的路徑裸露，容易受到機械損傷和污染，需要人員定期維護，且容易受到金屬等鐵磁物質的影響，AGV一旦執(zhí)行任務只能沿著固定磁帶運動，無法更改任務。

而目前大熱的激光導航與視覺導航，同樣也面臨了一定的問題。其中激光導航現(xiàn)階段的應用成本相對較高，對環(huán)境要求相對苛刻（外界光線，地面要求，能見度要求等），激光導航設備適用于無遮擋環(huán)境，反光板成本高。

視覺導航通過車載視覺攝像頭采集運行區(qū)域的圖像信息，通過圖像信息的處理來進行定位和導航。視覺導航具有高靈活性，適用范圍廣等優(yōu)點，但是目前技術成熟度一般。

那么在導航方式的選擇上，其標準是什么？當更多的應用場景爆發(fā)時，移動機器人要面對更加柔性、更加復雜多樣的工況，相應的導航方式也勢必要隨著場景的改變而改變。

復合導航是趨勢？

CSG華曉市場總監(jiān)張旭認為，歸根結底，導航方式的選擇主要是根據(jù)客戶現(xiàn)場的實際環(huán)境，主要決定因素一是穩(wěn)定性、二是價格，兩者結合選擇出最具性價比的導航方式。

例如在汽車行業(yè)中，由于生產(chǎn)的標準化程度高，廠區(qū)建設也具有高度一致性，因此在這種環(huán)境下作業(yè)，磁條導航方式就能夠實現(xiàn)移動機器人的準確行走，而且經(jīng)過這么多年發(fā)展，現(xiàn)階段磁條導航AGV在價格和穩(wěn)定性上還是最適合汽車、家電行業(yè)的產(chǎn)品。

張旭進一步強調，而當移動機器人作為廠商自動化、智能化升級的重要手段時，移動機器人被賦予了更多的應用，不僅僅是簡單的A點移動B點，如：移動機器人附加抓取、分揀工作，移動機器人存在室內(nèi)室外運行或高精度定位時，復合導航是必然的，不同的導航方式，才能幫助機器人更好的實現(xiàn)不同場景作業(yè)。

如此看來，應用才是決定導航方式的根本。

在將近10年在產(chǎn)品和市場互相交融的過程中，艾吉威副總經(jīng)理周汝壯發(fā)現(xiàn)環(huán)境多樣、工況復雜，空間、路線面臨挑戰(zhàn)，場內(nèi)布局變化大已成為移動機器人落地的難點和痛點。

為應多復雜多樣的工作場景，優(yōu)艾智合目前所有產(chǎn)品搭載了導航系統(tǒng)，且都支持復合導航方式，具體需不需要復合導航是由現(xiàn)場AGV工作環(huán)境決定的。首先是導航方式需要滿足室內(nèi)、室外不同環(huán)境的切換，其次是室內(nèi)或者室外單獨環(huán)境的融合導航。

優(yōu)艾智合CTO邊旭強調，復合導航是趨勢，但是復合本身是有技術門檻的，不是簡單的將各個導航方式拼在一起，而是要從算法框架的整體設計，多種定位方式的緊密耦合上來進行研究，才能真正做到無縫切換。

而在今天國際副總經(jīng)理王勇看來，在有些復雜的運行環(huán)境，移動機器人很難單純靠一種導航方式，來有效確保導航的穩(wěn)定性，這種情況下一般需要采用復合導航的方式。

目前，今天國際的產(chǎn)品上，采用了激光反射板+自然導航、激光反射板+磁釘導航、二維碼+陀螺儀導航、磁釘+陀螺儀等復合導航方式來應對不同場景下的客戶需求。

比如在二維碼導航方式下，由于二維碼的鋪設是有一定間隔距離的，移動機器人在相近的二維碼之間行駛時，沒有參照介質，主要靠自身編碼器來計算路線，一旦編碼器有干擾，移動機器人很可能就不能安全走到下一個二維碼，因此需要用陀螺儀輔助，確保準確行駛在兩個二維碼之間的距離準確。

目前市場上相關AMR廠商也多是以激光SLAM或視覺SLAM為主再融合一些其它的導航方式來實現(xiàn)機器人在復雜環(huán)境中的定位導航，即多傳感融合的方式，如激光SLAM+視覺傳感器、激光SLAM+視覺傳感器+慣性導航、視覺SLAM+激光雷達+慣性導航。

現(xiàn)階段AMR企業(yè)比較常用的激光SLAM+視覺傳感器+慣性導航方式。激光雷達用于遠距離探測，讀取環(huán)境建模、定位，障礙物檢測；視覺傳感器用于障礙物識別、增強定位和視頻監(jiān)控；超聲波雷達用于近距離探測和緊急避障；慣性導航用于高精度組合導航，精確感知車輛位置及姿態(tài)。

以斯坦德為例，其核心技術是LMNS+（LOCALIZATION， MAPPING AND NAVIGATION SYSTEM），采用激光SLAM、視覺、慣導多傳感器融合技術。

MiR相關負責人表示，目前移動機器人主要有兩個方向：一是面向服務機器人的應用，在這類應用中，基于純視覺導航，利用相機、算法、數(shù)據(jù)來處理機器人的導航和避讓問題，這類機器人產(chǎn)生危險事故的等級低，即使發(fā)生碰撞也不會有很大風險，因此單一導航是能夠應對的。

第二種則是面向工業(yè)場景，其更強調穩(wěn)定性和安全性，所以更傾向于基于激光的多傳感器融合的技術來實現(xiàn)。這一領域的主流趨勢，是基于安全型激光傳感器的多傳感器融合技術，加上3D視覺、AI技術，讓機器人更靈活，更接近人的智能，以解決搬運等場景應用問題。

原文標題：【功夫機器人 | 觀察】為什么是復合導航？

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責任編輯：haq