智能服务机器人的导引方式：固定路径导引方式和自由路径导引方式

AGV 之所以能按照预定的路径行驶是依赖于外界的正确导引。对 AGV 进行导引的方式可分为两大类：固定路径导引方式和自由路径导引方式。

(1)固定路径导引方式

固定路径导引方式是在预定行驶路径上设置导引用的信息媒介物，智能机器人在行驶过程中实时检测信息媒介物的信息而得到导引。按导引用的信息媒介物不同，固定路径导引方式 主要有电磁导引、光学导引、磁导引、金属带导引等，如图6-34和图6-35所示。

如图6-34(a) 所示，电磁导引是工业用AGV 系统中Z为广泛、Z为成熟的一种导引方 式。它需在预定行驶路径的地面下开挖地槽并埋设电缆，通以低压低频电流。该交流电信号 沿电缆周围产生磁场，AGV 上装有两个感应线圈，可以检测磁场强弱并以电压表示出来。 比如，当导引轮偏离到导线的右方时，左侧感应线圈可感应到较高的电压，此信号控制导向 电机使AGV 的导向轮跟踪预定的导引路径。电磁导引方式具有不怕污染，电缆不会遭到破 坏，便于通信和控制，停位精度较高等优点。但是这种导引方式需要在地面上开挖沟槽，并 且改变和扩充路径也比较麻烦，路径附近的铁磁体可能会干扰导引功能。

如图6-34(b) 所示，光学导引方式是在地面预定的行驶路径上涂以与地面有明显色差 的具有一定宽度的漆带，AGV 上光学检测系统的两套光敏元件分别处于漆带的两侧，用以 跟踪 AGV 的方向。当AGV 偏离导引路径时，两套光敏元件检测到的亮度不等，由此形成 信号差值，用来控制 AGV 的方向，使其回到导引路径上。光学导引方式的导引信息媒介物 比较简单，漆带可在任何类型的地面上涂置，路径易于更改与扩充。

如图6-34(c) 所示，以铁氧磁体与树脂组成的磁带代替漆带，AGV 上装有磁性感应器， 形 成 了 磁 带 导 引 方 式 。

金属带导引如图6-35所示，在地面预定的行驶路径上铺设极薄的金属带，金属带可以 用铝材，用胶将其牢牢地粘在地面上。采用能检测金属的传感器作为方向导引传感器，用于 AGV 与路径之间相对位置改变信号的检测，通过一定的逻辑判断，控制器发出纠偏指令， 从而使 AGV 沿着金属带铺设的路径行走，完成工作任务。作为检测金属材料的传感器，常 用的有涡流型、光电型、霍尔型和电容型等。涡流型传感器对所有金属材料都起作用，对金 属带表面要求也不高，故采用涡流型传感器检测金属带为好，如图6-36所示。图6-37表示 一组方向导引传感器，由左、中、右三个涡流型传感器组成，并用固定支架安装在小车的前 部。金属带导引是一种无电源、无电位金属导引，既不需要给导引金属带供给电源信号，也 不需要将金属带磁化，金属带粘贴非常方便，更改行驶路径也比较容易，同时在环境污染的 情况下，导引装置对金属带仍能有效地起作用，并且金属带极薄，并不造成地面障碍。所 以，与其他导引方式比较，金属带导引是固定路径导引方式中可靠性高、成本低、简单灵 活，适合工程应用的一种 AGV 导引技术。

(2)自由路径导引方式

自由路径导引方式是在AGV上储存着行驶区域布局上的尺寸坐标，通过一定的方法识别车体的当前方位，智能机器人就能自主地决定路径而向目标行驶。自由路径导引方式主要有 路径轨迹推算导引法、惯性导引法、环境映射导引法、激光导航导引法等。

①路径轨迹推算导引法，安装于车轮上的光电编码器组成差动仪，测出小车每一时刻 车轮转过的角度以及沿某一方向行驶过的距离。在AGV 的计算机中储存着距离表，通过与 测距法所得的方位信息比较，AGV 就能算出从某一参数点出发的移动方向。其Z大的优点 在于改动路径布局时，只需改变软件即可，而其缺点在于驱动轮的滑动会造成精度降低。

②惯性导引法，在AGV 上装有陀螺仪，导引系统从陀螺仪的测量值推导出AGV 的位 置信息，车载计算机算出 AGV 相对于路径的位置偏差，从而纠正小车的行驶方向。该导引 系统的缺点是价格昂贵。

③环境映射导引法，也称为计算机视觉法。通过对周围环境的光学或超声波映射， AGV 周期性地产生其周围环境的当前映像，并将其与计算机系统中存储的环境地图进行特 征匹配，以此来判断 AGV 自身当前的方位，从而实现正确行驶。环境映射导引法的柔性 好，但价格昂贵且精度不高。

④激光导航导引法，在AGV 的D部放置一个沿360°按一定频率发射激光的装置，同 时在AGV 四周的一些固定位置上放置反射镜片。当AGV 行驶时，不断接收到从三个已知 位置反射来的激光束，经过运算就可以确定 AGV 的正确位置，从而实现导引。

⑤其他方式，在地面上用两种颜色的涂料涂成网格状，车载计算机存储着地面信息图， 由摄像机探测网格信息，实现 AGV 的自律性行走。