Увод

Како глобалне луке настављају да усвајају аутоматизацију, аутоматизована вођена возила (АГВ) постала су критичан део контејнерског транспорта. Они повезују кеј дизалице, контејнерска дворишта, складишта и логистичке системе, омогућавајући ефикасно руковање теретом без посаде.

За разлику од затворених фабрика, АГВ на отвореном раде у изазовним окружењима где су киша, магла, директна сунчева светлост, слани спреј и велике удаљености путовања уобичајени. Ови услови постављају много веће захтеве за тачност позиционирања, поузданост навигације и стабилност возила.

Данас се неколико навигационих технологија користи у аутоматизованим лукама, укључујући ласерску навигацију, навигацију видом, радар са милиметарским-таласима, диференцијални ГПС (ДГПС), ФРОГ навигацију и интегрисану инерцијалну навигацију. Свако решење нуди различите предности у погледу тачности, трошкова примене, захтева инфраструктуре и прилагодљивости околини.

Овај чланак упоређује ове главне технологије и објашњава зашто је интегрисана инерцијална навигација постала једно од пожељних решења за модерне АГВ возила на отвореном.

Главне навигационе технологије за спољне АГВ

Ласерска навигација

Ласерска навигација је једна од најпопуларнијих технологија позиционирања која се користи у индустријским АГВ-овима. Рефлектујуће мете су инсталиране око оперативног подручја, док ласерски скенер-уграђен у возило непрекидно детектује ове мете и израчунава положај АГВ-а кроз триангулацију.

Са прецизношћу позиционирања одунутар 2 мм, ласерска навигација пружа изузетну прецизност и широко је прихваћена у аутоматизацији производње и складишта.

Предности

Тачност позиционирања унутар 2 мм

Зрела и поуздана технологија

Флексибилна модификација руте

Стабилан дугорочни{0}}учинак

Међутим, велики спољни терминали захтевају хиљаде рефлектора, што повећава трошкове инсталације и одржавања. Временски услови као што су јака киша, густа магла и јака сунчева светлост такође могу да смање перформансе система.

Висион Навигатион

Висион навигација се ослања на индустријске камере и обраду слика засновану на вештачкој интелигенцији-да би се препознале карактеристике животне средине и одредила позиција возила.

Уместо да зависи од физичке инфраструктуре, систем идентификује ознаке на путу, контејнере, зграде и друге оријентире путем визуелног СЛАМ-а и алгоритама за усклађивање слика.

Предности

Прецизност позиционирања{0}}на центиметарском нивоу

Минимални инфраструктурни захтеви

Истовремено откривање препрека

Одлична флексибилност за сложена окружења

Иако визуелна навигација представља важан будући правац, она захтева моћан рачунарски хардвер и камере високог{0}}квалитета. Услови осветљења и временске прилике такође могу утицати на тачност позиционирања.

Милиметарска{0}}Таласна радарска навигација

Радар са милиметарским{0}}таласима непрекидно скенира околно окружење и идентификује референтне објекте како би проценио положај возила.

У поређењу са ласерском навигацијом, радар ради боље под кишом, маглом и прашњавим условима, што га чини погодним за оштра спољашња окружења.

Предности

Тачност позиционирања до 10 цм

Одлична{0}}способност за све временске услове

Јака отпорност на утицај околине

Поуздан рад на отвореном

Главни недостатак је релативно висока цена радарског хардвера и пратеће инфраструктуре, што ограничава широку примену.

Диференцијални ГПС (ДГПС)

Стандардно ГПС позиционирање не може да задовољи захтеве прецизности аутоматизованих портова јер грешке позиционирања обично достижу неколико метара.

ДГПС значајно побољшава перформансе позиционирања исправљајући сателитске грешке преко локалне референтне станице.

Предности

Тачност позиционирања од 2 до 5 цм

Брзо распоређивање

Минимална земаљска инфраструктура

Погодно за велике спољне терминале

Пошто сателитски сигнали могу бити блокирани дизалицама, зградама или наслаганим контејнерима, ДГПС се често комбинује са инерцијском навигацијом да би се одржало континуирано позиционирање.

ЖАБА Навигација

ФРОГ (Фрее Рангинг Он Грид) је посебно развијен за аутоматизоване контејнерске терминале.

РФИД транспондери су уграђени испод тротоара у интервалима од приближно2 метра. Сваки пут када АГВ пређе преко транспондера, његова позиција се коригује коришћењем сачуваних информација о локацији.

Систем је успешно распоређен у неколико аутоматизованих лука, укључујући луку Ротердам.

Предности

Размак РФИД чворова од приближно 2 м

Тачност позиционирања до 3 цм

Стабилан дуготрајан{0}}рад

Одлична прилагодљивост околини

Његов примарни недостатак је значајна количина темељне конструкције која је потребна током инсталације.

Интегрисана инерцијална навигација

Инерцијални навигациони системи (ИНС) су првобитно развијени за примене у ваздухопловству. Мерењем убрзања и угаоне брзине преко жироскопа и акцелерометара, ИНС континуирано процењује положај возила.

Чиста инерцијална навигација, међутим, пати од акумулираних грешака у позиционирању током времена.

Савремени АГВ-ови на отвореном превазилазе ово ограничење комбиновањем инерцијалне навигације са магнетним маркерима, РФИД-ом, енкодерима точкова и ГНСС корекцијом, стварајући систем фузије са више-сензора способан да одржи високу прецизност позиционирања током дугих радних периода.

Предности

Прецизност позиционирања од 1 до 3 цм

Минимална земаљска инфраструктура

Одлична прилагодљивост на отвореном

Ниски захтеви за одржавање

Идеално за{0}}превоз на велике удаљености

За многе аутоматизоване портове, интегрисана инерцијална навигација нуди најбољу равнотежу између тачности позиционирања, инжењерске сложености и трошкова примене.

Поређење АГВ навигационих технологија на отвореном

Ниједна технологија навигације није идеална за сваку примену. Уместо тога, инжењери обично процењују тачност позиционирања, прилагодљивост околини, цену инсталације и дугорочно-одржавање пре него што изаберу решење.

За велике аутоматизоване портове, интегрисана инерцијална навигација је постала све атрактивнија јер пружа поуздано позиционирање на нивоу{0}} центиметра док минимизира захтеве инфраструктуре.

Како интегрисана инерцијална навигација постиже високу прецизност

Модерна инерцијална навигација је заснована на више-фузији сензора, а не на самосталном ИМУ.

Типичан АГВ на отвореном комбинује неколико технологија сензора:

Високо{0}}прецизни магнетни навигациони сензори за исправљање бочних грешака и грешака у правцу.

ИМУ који садржи жироскопе и акцелерометре за мртво рачунање.

Енкодери на точковима који непрекидно мере путну удаљеност и брзину возила.

РФИД читачи који идентификују унапред дефинисане контролне тачке и поново калибрирају акумулиране грешке позиционирања.

Радећи заједно, ови сензори омогућавају поуздано позиционирање чак и током непрекидног{0}}радања на отвореном на великим удаљеностима.

Перформансе навигације зависе од система покрета

Алгоритми за навигацију одређују куда АГВ треба да иде, али систем кретања одређује да ли возило може тачно да прати планирану путању.

У аутоматизованим лукама, АГВ и аутономни тегљачи за вучу раде под захтевним условима који укључују велику носивост, континуирани рад, излагање сланом спреју и честа убрзања и успоравања. Под овим условима, тачност управљања, резолуција енкодера и серво одзив директно утичу на поновљивост позиционирања.

Плутоолс развија интегрисана решења за кретање за АГВ, АМР, аутономне тракторе за вучу и индустријске мобилне роботе. Портфолио производа компаније укључује АГВ погонске точкове, управљачке јединице, нисконапонске{1}}серво моторе, серво погоне и интегрисане системе управљања.

Дизајнирана за захтевне унутрашње и спољашње примене, Плутоолс решења за погонске точкове комбинују управљање, вожњу, кочење и повратне информације високе{0}}резолуције у компактне склопове, помажући да се побољша стабилност возила, тачност праћења путање и укупне перформансе навигације у аутоматизованим лукама и другим индустријским окружењима.

Закључак

Технологија АГВ навигације на отвореном наставља да се развија јер аутоматизовани портови захтевају већу ефикасност и већу оперативну поузданост.

Ласерска навигација нуди изузетну прецизност, ДГПС омогућава ефикасну примену великих{0}}области, ФРОГ је доказао своју вредност у аутоматизованим контејнерским терминалима, док интегрисана инерцијална навигација комбинује прецизност на центиметарском-нивоу са нижим инфраструктурним захтевима и одличном прилагодљивошћу на отвореном.

Како сензорска технологија, АИ алгоритми, РТК позиционирање и интелигентни системи кретања настављају да се побољшавају, фузија више-сензора ће остати главни приступ за следећу-генерацију АГВ-а на отвореном, подржавајући безбедније, паметније и ефикасније аутоматизоване операције портова.