AGV停车机器人的应用

AGV停车机器人的应用

万幸佺

万幸佺

广州市城市建设工程监理公司510060

摘要：一种可以用于人工智能停车的机器人，主要针对AVG的应用进行分析。

关键词：机器人；AVG；停车

1.引言

为了解决传统停车诸多问题，实现提高停车效率与安全连续不间断作业，提高碴土运输效率，采用人工停车机器人AVG进行自动停车。

智能机器人相关产业的不断发展使得人们解决问题的思维也变得更为广阔，为了解决停车难的问题，智能停车机器人应运而生。停车机器人能够将车辆运送到汽车停放处，整个过程不需要人工操作，所在停车位也不再需要预留驾驶员出入开门时所需的较大空间，而且在整个停车过程中，完全由智能停车机器人完成停车驱车工作，可以在相对狭小的空间内完成姿态的调整，大大节省了停车空间，车辆停车密度也可以大幅提高。在同等面积大小的停车场，停车容量可提高40%以上。除此之外智能停车还具有以下优势：

1）系统可以同时调动多台机器人以最优路径行驶，最大程度上缩短了无效路程，提高了取车停车的速度；

2）智能停车机器人可24小时在线充电，保证停车场的全天候使用；

3）管理人员可以利用停车场管理系统对停车场进行远程管理，并实时获取停车场停车的各项信息，管理非常便捷；智能停车机器人及停车系统应用十分广泛，可设在机场、酒店、社区、政府机构等各种有停车需求的场所。

由于整个停车过程中，停车机器人完全由程序进行控制，大大减少了由于停车位狭窄，人为停车而造成的车辆刮蹭、碰撞等事故，提高了停车安全性，对缓解停车压力，改善停车秩序，构建和谐社会也具有十分重要的意义。

2.国内外智能停车机器人发展现状

自动停车技术诞生时间较早，对于自动停车的相关研究，最早开始于上个世纪，但最初是以立体车库的方式进行。随着近些年来机器人技术的不断发展与成熟，人们开始考虑将其运用于停车场，实现自动停车，这样既能节省停车时间，提高停车安全性还能充分利用停车场空间。最早的停车机器人诞生于德国。2014年，ServaTransportSystemsGmbH开发制造了第一台智能停车机器人，该停车机器人可通过扫描车体确定车体及轮胎尺寸从而调整自身长度，从侧向进入车底将汽车举升从入口运送到合适的停车位置进行停放。目前，该停车机器人已投入使用，据称通过使用该机器人，停车场容车量提高了大概60%。但是由于技术还不够成熟，很多方面还存在一些缺陷，例如，其运行速度不高，技术难度较大，而且无法实现原地转动使得在调整姿态时所需要的空间变大，难以充分发挥出节省空间的作用。

我国的自动停车技术相对起步较晚，但由于近几年来国家的大力支持，机器人技术发展迅猛，我国智能停车机器人的研发已然走在世界同行业的前列。深圳怡丰公司作为我国最早开展智能停车机器人研究的企业，结合早期的自动停车技术进行了创新性设计。2016年，深圳怡丰机器人科技有限公司研发出了我国第一套“激光导航+梳齿交换”式智能停车机器人。它以“定位精准度误差小于5mm，行驶最高速度1.5米/秒，平均载重量2.5吨，同时调度100辆AGV的特长震撼了世界，也成功地吸引了来自德国、美国等多个国家智能企业的目光。同时该机器人通过双舵轮驱动及转向等技术的使用，可实现全方位运动，所需空间大大减小，从而可以进一步提高停车场空间的利用率。

除深圳怡丰之外，海康威视自主研发的智能停车机器人也于2016年问世，并且已有项目落地运营。该机器人通过使用视觉与惯性双导航技术定位，将定位精度误差控制在5mm以下，同时采用4组舵轮进行差速驱动，并能完成前进、后退、旋转、平移等运动控制，运动过程平滑柔顺，同时灵活的运动形式也极大地提高了停车容车量。不仅如此，该机器人通过雷达监测避障，利用前后急停按钮进行安全防护，实现了安全可靠的运动控制，进一步提高了停车的安全性。除此之外，该机器人还可完成2000kg汽车的举升、搬运、旋转和下放。

3.AVG停车机器人的应用

AGV机器人之所以成为各大停车设备企业热衷追捧的技术，首先由于AGV机器人灵活性得到了大大提高。司机只要把车开到移动的平台上，机器人就会负责停车。AGV停车机器人的使用，能比传统停车场增加停车位40%以上，不仅方便了老司机，而且帮助新手解决停车难的问题。

与较为传统的一些停车移动技术比较，机器人克服了以往技术的弱点。梳理目前停车设备的几种移动技术，台板式技术实现最为简便，但交换过程时间长，目前只在塔式车库上普及应用；夹持式是上世纪50年代在欧洲开始应用，但由于对车轮胎有一定破坏力，加上可靠性较差，对地面要求过高，目前国外没有使用；夹举式是夹持式的升级产品，但由于搬运器本身结构精密，对地面要求高，这类技术始终未成为主流。

AGV机器人在物流行业的应用已经是相当成熟，是柔性生产线和立体库等现代化仓储体系的关键设备之一，具有自动化程度高、灵敏、安全等特点，在汽车制造、家电、重工等自动化生产和仓储体系得到广泛应用。虽然“机器人停车”还面临项目周期长、运营模式单一、成本高等问题，但是随着产品需求的提升这种局面已经在逐渐打破，会有更多功能的机器人进入停车设备行业。

4.AVG停车机器人优点分析

随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术逐步发展、以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV作为联系和调节离散型物流管理系统使其作业连续化的必要自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。下面是AGV的优点介绍：

1、自动化程度高——由计算机，电控设备，磁气感应SENSOR，激光反射板等控制。当车间某一环节需要辅料时，由工作人员向计算机终端输入相关信息，计算机终端再将信息发送到中央控制室，由专业的技术人员向计算机发出指令，在电控设备的合作下，这一指令最终被AGV接受并执行——将辅料送至相应地点。

2、充电自动化——当AGV小车的电量即将耗尽时，它会向系统发出请求指令，请求充电（一般技术人员会事先设置好一个值），在系统允许后自动到充电的地方“排队”充电。另外，AGV小车的电池寿命很长（2年以上），并且每充电15分钟可工作4h左右。

3、安全性——人为驾驶的车辆，其行驶路径无法确知。而AGV的导引路径却是非常明确的，因此大大提高了安全性；

4、成本控制——AGV系统的资金投入是短期的，而员工的工资是长期的，还会随着通货膨胀而不断增加；

5、较小的场地要求——AGV比传统的叉车需要的巷道宽度窄得多。同时，对于自由行驶的AGV而言，还能够从传送带和其他移动设备上准确地装卸货物；

6、灵活性——AGV系统允许最大限度地更改路径规划；

5.结语

为了更好地借助人工智能技术提升AVG机器人的环境识别能力、路径选择能力和智能互动能力，进行了人工智能技术在机器人中的应用研究。首先介绍了人工智能及机器人的概念，然后分析了目前机器人存在的诸多问题，最后提出了改进策略。通过一段时间的实践，发现该策略能够较好地优化机器人的视觉判断能力，较好地提高机器人的安全防盗能力，较好地提高机器人的路径规划能力，具有一定的推广价值。

6.展望

针对AGV停车应用，对行驶时的转向稳定性进行了分析。但是，由于时间和知识水平的不足，还存在一些内容需要更深入的研究。

1）停车AGV整车结构对其动力性、经济性、稳定性和安全性的影响非常大，应进一步优化整车结构，提高整车的各项性能；

2）在对比PID控制与滑模变结构控制的基础上，可以考虑其他控制算法，如模糊控制，神经网络控制等；

3）在设计分析完成之后，应考虑进行相关试验，通过试验结果来验证前期结构设计和控制设计的合理性与准确性。

参考文献：

[1]《人工智能技术在机器人中的应用研究》（崔妍）

[2]《停车AGV的优化设计与转向稳定性分析》（张晋畅）