智能小车的国内外发展研究现状(2)
近些年来，我国市场对服务机器人的需求旺盛，服务移动机器人的普及有利于解决我国如助老助残等社会问题。此外，其能够在救灾、抢险、航天等领域发挥巨大的作用[6]。《中国制造2025》中，提出了我国需要要促成以前的制造大国到制造强国的转变[7]。在“十三五”的规划中发展先进的机器人技术也被放在重要的位置，同时提出要大力推进人工智能技术的研究。相信在国家政策的帮助以及引导下，我国以后自主移动机器人的研究必将有巨大的发展和突破。
智能小车的国内外发展研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_100699.html叉车AGV国内外研究现状
合肥壹恒智能机器人有限公司技术开发团队培养的2020届研究生毕业论文题目《基于激光导航叉车式AGV的研究与设计》，作为被抽盲审的毕业论文，三位盲审专家分给出了1优，2良的评审结果，并于2020年6月8号顺利通过合肥工业大学硕士毕业论文答辩。从今日起本网站将陆续选登一部分论文的主要章节，推动行业技术交流。
第一章 绪论
本课题来源于某科技公司基于激光反射板的激光导航叉车式AGV车载系统项目研究。结合客户实际需求，开发一套操作简单、安全高效、稳定运行的激光导航叉车车载控制系统。
AGV（AutomatedGuidedVehicles）中文名称为自动引导小车，其通过自动导引装置实现无人驾驶。AGV是集人机交互、逻辑决策、底层执行、数学算法、环境感知等多个模块于一体的综合性智能平台，融合了机械学科、计算机学科以及传感器学科等多学科知识，实现了无人化仓储物流行业的智能运输，是机电一体化的重要体现。AGV最为明显的特征是高效智能，上位机系统通过下发指定任务，AGV即可在基于创建的地图中规划出一条从当前位置到达目标点的路径，或者无需自身路径规划而执行上位机系统下发的指定路径任务，然后根据路径跟踪算法实现精确的路径跟踪，从而实现自动驾驶。
随着计算机科学技术的快速发展以及人工智能时代的到来，越来越多的传统工厂进行升级改造，朝着无人化、智能化方向发展，智慧工厂成为传统工厂的发展趋势。自2013年德国在汉诺威工业博览会上提出“工业4.0”以来，第四次工业革命如期而至，世界各国针对制造业提出各自的发展战略。2015年5月，中国根据国情发展需要针对制造业发布了《中国制造2025》，向制造业提出了“制造强国”的发展战略，从国家层面体现出了对制造业的重视。国内制造业在国家的号召下空前的深化转型发展，将智能制造、人工智能等先进理念融入到自动化设备和生产线中。AGV替代传统人工作业成为智能工厂未来发展的必然趋势，相比较于过去的人工作业模式，AGV作业的生产效率具有碾压性的优势，不仅如此，其可以替代人工在环境较为危险的情况下作业，不仅保证了劳动人民的生命安全，同时也降低了企业的人力成本。AGV广泛应用于军工、仓储业、制造业、港口码头、机场、烟草等多种场合，在军事领域中，可以进行比较危险的勘测及排雷等任务；在冶金场合，AGV可以进行高温作业；在核能开发场合，AGV可以搬运具有较高放射性的物质等等。
AGV的类型多种多样，按照服务型分类有生产型、医疗型、物流型。按照结构与功能分类，主要有背负式、机械手式、牵引式、潜伏式、举升式、叉车式等类型，如图1.1所示为AGV的类型。
图1.1AGV的类型
叉车式AGV作为工业机器人中的一员，一般由电池提供动力，应用于仓储行业中的货物搬运，是仓储行业从传统运输过渡到智能化无人运输的重要角色，符合工业4.0“信息技术促进产业变革”的发展理念，不仅能够与AGVs调度系统实时通讯实现智能化交通管制，提高运输效率，同时也可与WMS、MES等系统进行无缝连接，实现智能化仓储管理。
传统叉车是基于人工操作的货叉控制与路径跟踪，工人由于长时间的重复性和较高强度的作业，使得运输的货物会随着人的情绪等因素造成损坏，此种情况下货物的运输的效率和质量很大部分由人为决定，据统计，在传统仓储物流行业中，大约有60%的时间是由于人工原因造成的浪费。而AGV叉车在仓储行业的应用，不仅降低了货物损坏率，同时可实现24小时无休止作业以及自动充电功能，大大节省了时间，提高作业的连续性。相比较传统叉车，叉车式AGV具有以下的特点：高效的仓储运输效率、良好的作业质量、较低的货物损坏率等优势。
为此，论文提出研究自动化程度高的AGV叉车车载控制系统对提高企业仓储搬运效率，降低人力成本，成功实现工厂智能化转型具有重要研究意义。
国外研究现状
国外的AGV技术先进，种类多样，比较有名的生产厂商有德国的KUKA公司，日本的丰田物流和三菱重工，美国的科朗和海斯特等。AGV的研究起始于20世纪50年代。1953年，世界上首台AGV研制成功的是美国Basrrett电子公司，此台AGV是由一辆带有车兜的牵引式拖拉机改造设计的，在车体的上方布置导线实现导引功能，完成货物的无人运输。牵引式AGV的种类在20世纪50年代末至60年代初越来越多样，随着AGV技术的日益发展，20世纪60年代，大量不同型号不同水平的AGV在欧洲投入使用。1973年，瑞典VolvoKalmar轿车装配厂第一次将AGV应用于制造业，其将多台AGV车载系统作为自动轿车的装配线，节省了20%的装配时间，故障率降低了39%，投资回收周期缩小了57%，劳动力的数量减少了5%，到70年代中期，由于具有满足客户的多种需求而被广泛认可，AGV的发展得到史无前例的大量应用，欧洲大概有500多个AGV系统，将近5000台AGV小车。80年代中期，AGV的数量更是达到一万台左右。柔性制造系统、柔性装配系统以及汽车工业是当时的主要应用场合。上个世纪末期，国外AGV发展开始步入成熟发展阶段，美国在欧洲的技术基础上，将AGV创新发展到先进水平，使得AGV能够在24小时内无休止的作业，并且可自动完成在线充电功能。伴随着计算机行业的发展，AGV的技术水平得到巨大提升，此时的AGV具有承重货物量大、移动速度快、控制性能可靠的特征。日本公司于1963年首次引进AGV，日本公司结合国家的发展现状对AGV进行再改造，将欧美具有技术复杂、功能多样、承重较大的重型AGV改造成具有日本生产特色的适合高端轻工业特性的车载系统，改造后简称为AGC。AGV在国外的应用十分广泛。
Balyo是一家美国研究自动导航技术的公司，主要是将传统叉车进行升级改造，让叉车能够进行智能化取放货的运输任务，降低企业的劳动成本。该公司采用嵌入式激光辅助技术，无需激光反射板即可实现叉车自主导航功能。Balyo公司为海斯特（Hyster）和耶鲁（Yale）提供物流解决方案，如图1.2所示为该公司为海斯特提供的AGV叉车技术支持产品。
图1.2Balyo技术支持的AGV产品
林德叉车利用导航方式先进的即时定位与地图构建的自然导航技术，实现了无需安装激光反射板就能实现定位精确的功能，其以AGV四周的特征墙壁、货架等为特征实现定位，并通过自身位置精准的实现转向路径智能检测功能。该公司的AGV叉车LindeRobotics配置PL-D级别的激光安全传感器，实现了领先同行业超过40%同类产品的前进速度为2m/s，后退速度为0.8m/s的快速行驶，大大提高了运输效率。
图1.3林德叉车式AGV
德国Magazino公司于2018年2月获得2480万美元的融资用于研发TORU机器人。该机器人主要用于仓储行业货物的运输与分拣，同时也可实现基于视觉导航的路径跟踪功能。TORU机器人可以在未知的环境中自主导航，使用自身安装的激光传感器扫描感知周边环境，并根据扫描的信息构建地图，通过激光发射与接收的数据判定周边的障碍物与货架，实现自身的定位功能，同时对于每台TORU机器人创建的地图，可通过环境信息分享实现多台AGV的协同工作。