以下从技术原理、核心优势、应用场景及发展趋势四个方面展开分析:
一、技术原理:多模态数据融合构建环境一致性感知
多传感器融合技术仿效人脑综合处理信息的方式,通过协调多种传感器进行多层次、多维度的数据整合,弥补单一传感器的局限。其核心流程包括:
数据级融合:统一多传感器时间戳与坐标系,直接合并点云数据(如激光雷达与深度相机数据)。
特征级融合:提取激光雷达边缘特征与视觉SIFT特征,利用PointNet++(点云)和CNN(图像)进行深度学习,或通过EKF(扩展卡尔曼滤波)生成障碍物概率地图。
决策级融合:采用贝叶斯网络动态加权各传感器置信度,紧急场景下超声波触发急停,激光雷达规划绕行路径。
例如,在动态避障中,AGV可通过前方2D激光水平扫描障碍,底部超声波补充低矮障碍检测,前上方斜置3D激光覆盖立体空间,同时两侧斜装深度相机消除横向盲区,实现全局环境建模与最优路径规划。
二、核心优势:精度、鲁棒性与功能扩展的全面提升
精度提升:多传感器数据互补减少误差。例如,激光雷达提供精确测距,但强光易干扰;视觉传感器可识别物体类型,但弱光受限;超声波传感器用于近距盲区探测。三者融合后,障碍物识别准确性显著提高。
鲁棒性增强:即使某个传感器失效,系统仍能正常工作。例如,激光雷达失效时,视觉与超声波传感器可维持避障功能;结合卡尔曼滤波算法,可滤除噪声干扰,提升数据稳定性。
功能扩展:通过动态切换优势传感器应对复杂场景。例如,电磁干扰时选用抗扰数据,烟雾环境中融合超声波与激光雷达,针对透明/悬空障碍物启用红外传感器。
三、应用场景:电力设备厂中的典型实践
在电力设备厂中,基于多传感器融合的AGV小车主要应用于以下场景:
重物搬运与狭小空间作业:采用重载AGV(如额定负荷1200Kg)配备自适应全向移动系统,实现直行、侧移、斜行及自转等灵活动作,适应复杂环境。例如,迦智科技为某电力上市公司提供的1T全向柔性搬运机器人,成功解决大尺寸原料运输难题。
立体仓库与高层货架管理:配套立体仓库使用AGV,通过激光导航或RFID技术实现物资自动出入库。例如,科钛机器人AGV可完成自动码垛、上下料等作业,支持实时监控与智能运维,提升仓储空间利用率(库容同比提升70%)。
产线柔性化物料配送:AGV与WMS、MES系统对接,根据生产计划实时调整配送路线。例如,迦智科技为某企业部署的智能调度系统,可统一调度数十台AGV,避免路线冲突,确保高效协同。
四、发展趋势:智能化与柔性化的深度融合
L4级自动驾驶:新一代AGV搭载L4级驾驶大脑,实现与岸桥、轨道桥、锁站等设备的全流程自主交互。例如,青岛港的AGV可通过5G网络实时接收任务指令,自主完成装卸、运输、充电全周期作业。
集群协同控制:通过AI调度算法优化多AGV协作,避免路径冲突。例如,天津港部署的徐工AGV集群管控系统,可同时调度近百台AGV,任务完成率达99.9%,较单台AGV效率提升3倍。
柔性化工艺布局:开发可变转向模式AGV(如半八、全八、斜行转向),适应不同码头布局。例如,徐工XAGV70E采用8×4驱动形式,可在狭窄通道内灵活掉头,减少堆场占地面积。
绿色能源应用:纯电驱动AGV成为主流,匹配双模快充技术。例如,振华重工为新加坡港设计的AGV,充电20分钟可连续作业4-5小时,满足单日运营需求。