การแนะนำ

เนื่องจากท่าเรือทั่วโลกยังคงใช้ระบบอัตโนมัติต่อไป Automated Guided Vehicles (AGV) จึงกลายเป็นส่วนสำคัญของการขนส่งตู้คอนเทนเนอร์ โดยเชื่อมต่อเครนท่าเรือ ลานตู้คอนเทนเนอร์ คลังสินค้า และระบบลอจิสติกส์ ช่วยให้สามารถขนถ่ายสินค้าได้อย่างมีประสิทธิภาพและไร้คนขับ

ต่างจากโรงงานในร่ม AGV กลางแจ้งทำงานในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย ซึ่งมีฝนตก หมอก แสงแดดโดยตรง สเปรย์เกลือ และการเดินทางระยะไกลเป็นเรื่องปกติ เงื่อนไขเหล่านี้ทำให้มีความต้องการความแม่นยำของตำแหน่ง ความน่าเชื่อถือในการนำทาง และความเสถียรของยานพาหนะที่สูงขึ้นมาก

ปัจจุบัน มีการใช้เทคโนโลยีการนำทางหลายอย่างในพอร์ตอัตโนมัติ รวมถึงการนำทางด้วยเลเซอร์ การนำทางด้วยการมองเห็น เรดาร์คลื่นมิลลิเมตร- GPS แบบดิฟเฟอเรนเชียล (DGPS) การนำทางแบบ FROG และการนำทางแบบเฉื่อยในตัว แต่ละโซลูชันมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันในแง่ของความแม่นยำ ต้นทุนการใช้งาน ข้อกำหนดด้านโครงสร้างพื้นฐาน และการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม

บทความนี้จะเปรียบเทียบเทคโนโลยีกระแสหลักเหล่านี้ และอธิบายว่าทำไมการนำทางเฉื่อยแบบบูรณาการจึงกลายเป็นหนึ่งในโซลูชันที่ต้องการสำหรับ AGV กลางแจ้งสมัยใหม่

เทคโนโลยีการนำทางหลักสำหรับ AGV กลางแจ้ง

การนำทางด้วยเลเซอร์

การนำทางด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการกำหนดตำแหน่งที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดที่ใช้ใน AGV อุตสาหกรรม เป้าหมายแบบสะท้อนแสงจะถูกติดตั้งไว้รอบๆ พื้นที่ปฏิบัติการ ในขณะที่-เครื่องสแกนเลเซอร์ที่ติดตั้งกับยานพาหนะจะตรวจจับเป้าหมายเหล่านี้อย่างต่อเนื่องและคำนวณตำแหน่งของ AGV ผ่านรูปสามเหลี่ยม

ด้วยความแม่นยำของตำแหน่งภายใน 2 มมการนำทางด้วยเลเซอร์ให้ความแม่นยำที่โดดเด่นและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในด้านการผลิตและคลังสินค้าอัตโนมัติ

ข้อดี

ความแม่นยำของตำแหน่งภายใน 2 มม

เทคโนโลยีที่สมบูรณ์และเชื่อถือได้

การปรับเปลี่ยนเส้นทางที่ยืดหยุ่น

ประสิทธิภาพระยะยาว-ที่มั่นคง

อย่างไรก็ตาม อาคารผู้โดยสารกลางแจ้งขนาดใหญ่ต้องใช้ตัวสะท้อนแสงหลายพันตัว ส่งผลให้ต้นทุนการติดตั้งและบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น สภาพอากาศ เช่น ฝนตกหนัก หมอกหนาทึบ และแสงแดดจัด อาจลดประสิทธิภาพของระบบด้วย

การมองเห็นการนำทาง

การนำทางด้วยภาพอาศัยกล้องอุตสาหกรรมและการประมวลผลภาพที่ใช้ AI- เพื่อจดจำคุณลักษณะด้านสิ่งแวดล้อมและระบุตำแหน่งของยานพาหนะ

แทนที่จะขึ้นอยู่กับโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพ ระบบจะระบุเครื่องหมายถนน ตู้สินค้า อาคาร และจุดสังเกตอื่นๆ ผ่าน Visual SLAM และอัลกอริธึมการจับคู่รูปภาพ

ข้อดี

เซนติเมตร-ความแม่นยำของตำแหน่งระดับ

ความต้องการโครงสร้างพื้นฐานขั้นต่ำ

การตรวจจับสิ่งกีดขวางพร้อมกัน

ความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยมสำหรับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน

แม้ว่าการนำทางด้วยภาพจะแสดงถึงทิศทางที่สำคัญในอนาคต แต่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังและ-กล้องคุณภาพสูง สภาพแสงและสภาพอากาศยังส่งผลต่อความแม่นยำของตำแหน่งอีกด้วย

มิลลิเมตร-การนำทางด้วยเรดาร์แบบคลื่น

เรดาร์คลื่นมิลลิเมตร-จะสแกนสภาพแวดล้อมโดยรอบอย่างต่อเนื่องและระบุวัตถุอ้างอิงเพื่อประมาณตำแหน่งของยานพาหนะ

เมื่อเปรียบเทียบกับการนำทางด้วยเลเซอร์ เรดาร์ทำงานได้ดีกว่าภายใต้สภาวะที่มีฝนตก หมอก และมีฝุ่นมาก ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่รุนแรง

ข้อดี

ความแม่นยำของตำแหน่งภายใน 10 ซม

ความสามารถที่ยอดเยี่ยม-ในทุกสภาพอากาศ

ทนทานต่อการรบกวนจากสิ่งแวดล้อมได้ดี

การทำงานกลางแจ้งที่เชื่อถือได้

ข้อเสียเปรียบหลักคือต้นทุนฮาร์ดแวร์เรดาร์และโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับค่อนข้างสูง ซึ่งจำกัดการใช้งานในวงกว้าง

ดิฟเฟอเรนเชียล GPS (DGPS)

การวางตำแหน่ง GPS มาตรฐานไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความแม่นยำของพอร์ตอัตโนมัติได้ เนื่องจากข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งโดยทั่วไปจะสูงถึงหลายเมตร

DGPS ปรับปรุงประสิทธิภาพการระบุตำแหน่งอย่างมีนัยสำคัญโดยการแก้ไขข้อผิดพลาดของดาวเทียมผ่านสถานีอ้างอิงในพื้นที่

ข้อดี

ความแม่นยำของตำแหน่งภายใน 2 ถึง 5 ซม

การปรับใช้ที่รวดเร็ว

โครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดินน้อยที่สุด

เหมาะสำหรับอาคารผู้โดยสารกลางแจ้งขนาดใหญ่

เนื่องจากสัญญาณดาวเทียมอาจถูกบล็อกโดยเครน อาคาร หรือคอนเทนเนอร์ที่ซ้อนกัน DGPS จึงมักถูกรวมเข้ากับการนำทางเฉื่อยเพื่อรักษาตำแหน่งที่ต่อเนื่อง

กบนำทาง

FROG (Free Ranging On Grid) ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะสำหรับท่าเทียบเรือตู้คอนเทนเนอร์อัตโนมัติ

ทรานสปอนเดอร์ RFID จะถูกฝังอยู่ใต้ทางเท้าเป็นระยะประมาณ2 เมตร. แต่ละครั้งที่ AGV ผ่านทรานสปอนเดอร์ ตำแหน่งจะถูกแก้ไขโดยใช้ข้อมูลตำแหน่งที่เก็บไว้

ระบบได้รับการติดตั้งอย่างประสบความสำเร็จในท่าเรืออัตโนมัติหลายแห่ง รวมถึงท่าเรือรอตเตอร์ดัม

ข้อดี

ระยะห่างของโหนด RFID ประมาณ 2 ม

ความแม่นยำของตำแหน่งภายใน 3 ซม

การดำเนินงานระยะยาว-มีความเสถียร

ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีเยี่ยม

ข้อเสียเปรียบหลักคือต้องมีการก่อสร้างภาคพื้นดินจำนวนมากระหว่างการติดตั้ง

การนำทางเฉื่อยแบบบูรณาการ

ระบบนำทางเฉื่อย (INS) เดิมได้รับการพัฒนาสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ ด้วยการวัดความเร่งและความเร็วเชิงมุมผ่านไจโรสโคปและมาตรความเร่ง INS จะประเมินตำแหน่งของยานพาหนะอย่างต่อเนื่อง

อย่างไรก็ตาม การนำทางเฉื่อยล้วนๆ ประสบปัญหาข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งที่สะสมอยู่ตลอดเวลา

AGV กลางแจ้งสมัยใหม่เอาชนะข้อจำกัดนี้โดยการรวมการนำทางเฉื่อยเข้ากับเครื่องหมายแม่เหล็ก, RFID, ตัวเข้ารหัสล้อ และการแก้ไข GNSS ทำให้เกิดระบบฟิวชั่นเซ็นเซอร์หลาย-ที่สามารถรักษาความแม่นยำของตำแหน่งที่สูงตลอดระยะเวลาการทำงานที่ยาวนาน

ข้อดี

ความแม่นยำของตำแหน่งภายใน 1 ถึง 3 ซม

โครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดินน้อยที่สุด

การปรับตัวกลางแจ้งที่ดีเยี่ยม

ข้อกำหนดการบำรุงรักษาต่ำ

เหมาะสำหรับการขนส่งระยะไกล-

สำหรับพอร์ตอัตโนมัติหลายๆ พอร์ต ระบบนำทางเฉื่อยในตัวให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความแม่นยำของตำแหน่ง ความซับซ้อนทางวิศวกรรม และต้นทุนการใช้งาน

การเปรียบเทียบเทคโนโลยีการนำทาง AGV กลางแจ้ง

ไม่มีเทคโนโลยีการนำทางใดที่เหมาะกับทุกการใช้งาน โดยทั่วไปแล้ว วิศวกรจะประเมินความแม่นยำของตำแหน่ง ความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม ค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง และ-การบำรุงรักษาระยะยาวก่อนที่จะเลือกโซลูชัน

สำหรับพอร์ตอัตโนมัติขนาดใหญ่ การนำทางเฉื่อยแบบบูรณาการมีความน่าสนใจมากขึ้น เนื่องจากให้ตำแหน่งระดับเซนติเมตรที่เชื่อถือได้- ในขณะเดียวกันก็ลดความต้องการโครงสร้างพื้นฐานให้เหลือน้อยที่สุด

การนำทางเฉื่อยแบบบูรณาการทำให้เกิดความแม่นยำสูงได้อย่างไร

การนำทางเฉื่อยสมัยใหม่ใช้การผสมผสาน-เซ็นเซอร์หลายตัว แทนที่จะเป็น IMU แบบสแตนด์อโลน

AGV กลางแจ้งทั่วไปผสมผสานเทคโนโลยีการตรวจจับหลายอย่างเข้าด้วยกัน:

เซ็นเซอร์นำทางแม่เหล็กที่มีความแม่นยำสูง-สำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดด้านข้างและส่วนหัว

IMU ที่มีไจโรสโคปและมาตรความเร่งสำหรับการคำนวณแบบตายตัว

ตัวเข้ารหัสล้อที่วัดระยะการเดินทางและความเร็วของยานพาหนะอย่างต่อเนื่อง

เครื่องอ่าน RFID ที่ระบุจุดตรวจสอบที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและปรับเทียบข้อผิดพลาดเกี่ยวกับตำแหน่งที่สะสมใหม่

เซ็นเซอร์เหล่านี้ทำงานร่วมกันทำให้สามารถระบุตำแหน่งที่เชื่อถือได้แม้ในระหว่างการทำงานกลางแจ้งระยะไกลอย่างต่อเนื่อง-

ประสิทธิภาพการนำทางขึ้นอยู่กับระบบการเคลื่อนไหว

อัลกอริธึมการนำทางจะกำหนดว่า AGV ควรไปที่ไหน แต่ระบบการเคลื่อนที่จะกำหนดว่ายานพาหนะสามารถไปตามเส้นทางที่วางแผนไว้ได้อย่างแม่นยำหรือไม่

ในพอร์ตอัตโนมัติ AGV และรถลากจูงอัตโนมัติทำงานภายใต้สภาวะที่เรียกร้องซึ่งรวมถึงน้ำหนักบรรทุกที่หนัก การทำงานต่อเนื่อง การสัมผัสกับสเปรย์เกลือ และการเร่งความเร็วและลดความเร็วบ่อยครั้ง ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ความแม่นยำในการบังคับเลี้ยว ความละเอียดของตัวเข้ารหัส และการตอบสนองของเซอร์โวส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการทำซ้ำของตำแหน่ง

Plutools พัฒนาโซลูชันการเคลื่อนที่แบบครบวงจรสำหรับ AGV, AMR, รถลากจูงอัตโนมัติ และหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางอุตสาหกรรม กลุ่มผลิตภัณฑ์ของบริษัทประกอบด้วยล้อขับเคลื่อน AGV หน่วยขับเคลื่อนพวงมาลัย เซอร์โวมอเตอร์แรงดันต่ำ- เซอร์โวไดรฟ์ และระบบควบคุมแบบรวม

ออกแบบมาเพื่อการใช้งานในร่มและกลางแจ้งที่มีความต้องการสูง โซลูชันล้อขับเคลื่อนของ Plutools ผสมผสานการบังคับเลี้ยว การขับขี่ การเบรก และการตอบสนองที่มีความละเอียดสูง-ไว้ในชุดประกอบขนาดกะทัดรัด ช่วยปรับปรุงเสถียรภาพของยานพาหนะ ความแม่นยำในการติดตามเส้นทาง และประสิทธิภาพการนำทางโดยรวมในพอร์ตอัตโนมัติและสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมอื่นๆ

บทสรุป

เทคโนโลยีการนำทาง AGV กลางแจ้งยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องเนื่องจากพอร์ตอัตโนมัติต้องการประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานที่มากขึ้น

การนำทางด้วยเลเซอร์ให้ความแม่นยำเป็นพิเศษ DGPS ช่วยให้-ปรับใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ FROG ได้พิสูจน์คุณค่าของมันในเทอร์มินัลคอนเทนเนอร์แบบอัตโนมัติ ในขณะที่การนำทางเฉื่อยในตัวผสมผสานความแม่นยำระดับเซนติเมตร-เข้ากับความต้องการโครงสร้างพื้นฐานที่ต่ำกว่าและความสามารถในการปรับตัวกลางแจ้งที่ยอดเยี่ยม

เนื่องจากเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ อัลกอริธึม AI การกำหนดตำแหน่ง RTK และระบบการเคลื่อนไหวอัจฉริยะได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง การรวมเซ็นเซอร์หลาย-จะยังคงเป็นแนวทางหลักสำหรับ- AGV กลางแจ้งรุ่นถัดไป ซึ่งสนับสนุนการทำงานของพอร์ตอัตโนมัติที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น ชาญฉลาดยิ่งขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น