隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快以及5G時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)通信技術(shù)發(fā)展迅速。近幾年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)物流運(yùn)輸與周轉(zhuǎn)效率提出了較高的要求。而目前我國(guó)大多數(shù)物流集散中心還在采用人工掃描、分揀和搬運(yùn)的方式，存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力、危險(xiǎn)系數(shù)高、勞動(dòng)成本高等缺點(diǎn)，不利于企業(yè)成本控制。而基于AGV技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)物流和自動(dòng)化工廠成為了物流行業(yè)發(fā)展的新突破[1]。智能物流分揀系統(tǒng)、AGV小車(chē)的無(wú)線通信系統(tǒng)、小車(chē)平臺(tái)的升降系統(tǒng)和智能定位系統(tǒng)研究趨于成熟。將AGV運(yùn)載小車(chē)有效運(yùn)用到物流系統(tǒng)中，可以降低成本，提高工作效率，減少人工分揀失誤，實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸?shù)闹悄芑繕?biāo)。

AGV(Automated Guided Vehicle）即自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車(chē)，是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸小車(chē)，是一種以電能為動(dòng)力，裝有非接觸導(dǎo)向裝置的無(wú)人駕駛自動(dòng)化車(chē)輛[2]。AGV小車(chē)的傳感器將工作環(huán)境以數(shù)字信號(hào)的形式傳遞給CPU,CPU控制機(jī)械部件運(yùn)作，完成運(yùn)輸工作。AGV小車(chē)具有柔性規(guī)劃、工作效率高和安全可靠的特點(diǎn)。

AGV小車(chē)種類(lèi)較多，根據(jù)其搬運(yùn)方式不同可以劃分為：模具牽引式、托盤(pán)式、叉車(chē)式、輕便式、懸掛式和專(zhuān)用式。其中，運(yùn)用在物流運(yùn)輸中的主要是牽引式、托盤(pán)式和叉車(chē)式AGV小車(chē)。

模具牽引式AGV小車(chē)是早投入使用的。AGV小車(chē)作為牽引動(dòng)力，需在車(chē)后加上掛車(chē)，貨物放在掛車(chē)上，掛車(chē)數(shù)量不宜超過(guò)3個(gè)。在拐彎時(shí)，AGV小車(chē)可以智能降低車(chē)速，以防翻車(chē)。此類(lèi)小車(chē)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸量多，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是不能智能化裝貨、卸貨，需要由人工或另外的機(jī)械完成。

此類(lèi)小車(chē)的主要工作是將地面高度的物品運(yùn)送到指定位置或機(jī)器上，其任務(wù)只是取貨、卸貨。其優(yōu)點(diǎn)是可以將物品抬高到不同高度，降低了操作風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)系數(shù)；缺點(diǎn)是不能遠(yuǎn)距離托運(yùn)物品。

叉車(chē)式AGV小車(chē)可以將物品從放置處取走，移動(dòng)到一定高度或移動(dòng)一定距離，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝載。其優(yōu)點(diǎn)是可以與其他物流運(yùn)輸設(shè)備銜接；缺點(diǎn)是活動(dòng)范圍有限。

以上幾類(lèi)小車(chē)都有其優(yōu)勢(shì)和不足，綜合性的自動(dòng)運(yùn)輸車(chē)將以上幾種運(yùn)輸車(chē)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，可以獨(dú)立完成貨物的掃描、分類(lèi)、裝載、運(yùn)輸、入庫(kù)等功能，使得物流運(yùn)輸更為智能化。

AGV小車(chē)主要由電子系統(tǒng)和機(jī)械部分構(gòu)成。其中，機(jī)械部分包括小車(chē)的車(chē)體、舉升的液壓裝置、舉升操作面板、車(chē)輪、保險(xiǎn)杠、電機(jī)和電池及其連接器等。電子系統(tǒng)包括上位中控系統(tǒng)、定位模塊、循跡模塊、視覺(jué)系統(tǒng)、CPU核心控制系統(tǒng)、無(wú)線信號(hào)模塊等。

在物流運(yùn)輸領(lǐng)域工作的AGV小車(chē)，根據(jù)不同的工作環(huán)境采用不同的引導(dǎo)方式，主要有紅外探測(cè)、圖像定位、軌跡線、磁釘磁條和二維碼引導(dǎo)等方式。

AGV小車(chē)可以通過(guò)紅外裝置反射激光探索前進(jìn)道路，并根據(jù)反射回來(lái)的激光信息對(duì)行駛路線進(jìn)行判斷和調(diào)整。在識(shí)別路線的同時(shí)，還可以達(dá)到避障的目的。因?yàn)檫@種方式較為靈活，也稱為自然引導(dǎo)，但是這種引導(dǎo)方式受周邊環(huán)境影響較大。

這種引導(dǎo)方法是采用圖像識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)小車(chē)的攝像頭對(duì)路線中采集到的圖像和事先傳輸進(jìn)去的圖片進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而獲得自己所處的位置坐標(biāo)，通過(guò)CPU分析得出起點(diǎn)與終點(diǎn)的位置，然后確定行駛路線。這種引導(dǎo)方式成本較低且易于修改線路，但這種引導(dǎo)方式由于圖片受光線的影響具有不可控性。

根據(jù)小車(chē)所要走的路線，鋪設(shè)一條與地面顏色反差較大的軌跡線，寬度不需要太寬，根據(jù)光敏傳感器的擺放位置設(shè)置其寬度，一般2 cm左右即可，此種引導(dǎo)方法具有工作狀態(tài)較為穩(wěn)定，受到外界影響較小，軌跡鋪設(shè)方便，成本低等特點(diǎn)。

通過(guò)在行駛路線上鋪設(shè)磁條或磁釘，使AGV小車(chē)的磁感應(yīng)傳感器引導(dǎo)小車(chē)行進(jìn)。此種方式精度高，不受外界環(huán)境影響，但是相比于軌跡引導(dǎo)法，其成本還是偏高，且如果工作環(huán)境中鐵類(lèi)物質(zhì)較多的話，其運(yùn)行會(huì)受到一定影響。

在小車(chē)起點(diǎn)和終點(diǎn)都設(shè)置一個(gè)二維碼，小車(chē)攝像頭實(shí)時(shí)開(kāi)啟掃描狀態(tài)，行駛途中為其設(shè)置路標(biāo)，進(jìn)而幫助AGV小車(chē)尋找終點(diǎn)二維碼，路標(biāo)間距離不宜過(guò)遠(yuǎn)。

針對(duì)使用軌跡線牽引和紅外探測(cè)牽引相結(jié)合的AGV小車(chē)工作原理進(jìn)行研究。紅外探測(cè)法是循跡里常用的一種方法，小車(chē)啟動(dòng)后，紅外光電傳感器向外部發(fā)出紅外光線，當(dāng)紅外光線照射到地面后會(huì)因光的反射原理反射到光電二極管中進(jìn)行信號(hào)接收，所以擁有半導(dǎo)體性質(zhì)的二極管會(huì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電勢(shì)，從而發(fā)生光電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換。

在工作環(huán)境地面上鋪設(shè)黑色軌跡線，黑色會(huì)吸收其他顏色的光，所以會(huì)導(dǎo)致黑白兩種顏色的反射系數(shù)不同，因此，紅外光電傳感器會(huì)通過(guò)所接收到的反射光強(qiáng)度來(lái)判斷道路的狀況。當(dāng)AGV小車(chē)運(yùn)行過(guò)程中探測(cè)到黑線時(shí)，黑色的循跡線會(huì)吸收掉大部分紅外光線，因而在黑線處被反射回來(lái)的紅外光線很少，光電二極管轉(zhuǎn)換的電信號(hào)比較弱；同理，當(dāng)小車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中紅外光線未被黑線所吸收而能夠順利反射，此時(shí)光電二極管能產(chǎn)生較強(qiáng)的電信號(hào)。所以，當(dāng)在光電二極管中順利將反射回來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，比較器會(huì)通過(guò)分析比較的方法處理這些電信號(hào)，后將信息傳送到CPU中，對(duì)車(chē)輛的行駛方向進(jìn)行控制，完成貨物運(yùn)輸目的。

此類(lèi)小車(chē)的核心處理系統(tǒng)所采用的電子元件有單片機(jī)等，此類(lèi)CPU可以根據(jù)多個(gè)元件的反饋信息輸出控制指令。在AGV小車(chē)中，需對(duì)傳感器傳回的數(shù)字信息進(jìn)行處理，進(jìn)而控制車(chē)輪差速變化，實(shí)現(xiàn)按規(guī)定路線行駛的目的；同時(shí)還需要處理障礙物，實(shí)現(xiàn)避障目的；此外還要搭載攝像頭，對(duì)貨物條形碼進(jìn)行識(shí)別，確定貨物區(qū)域，并對(duì)路線做出規(guī)劃，然后將貨物送到指定位置。

貨物分揀需要使用攝像頭對(duì)貨物的信息進(jìn)行掃描讀取，并將讀取的信息傳輸給CPU中信息處理系統(tǒng)的分揀信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要獲取各種信息，AGV小車(chē)通過(guò)讀碼龍門(mén)架獲取快遞件的基本信息，然后將這些信息傳輸?shù)紺PU信息處理子系統(tǒng)中，基本信息包括貨件重量、目的地、運(yùn)單路由追蹤信息、分揀單據(jù)等[3]。

AGV小車(chē)搭載的貨物運(yùn)載平臺(tái)是液壓升降平臺(tái)，液壓由葉片泵形成壓力，經(jīng)濾油器、電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥、平衡閥進(jìn)入液缸下端，使液缸的活塞向上運(yùn)動(dòng)，提升貨物。AGV小車(chē)還可以通過(guò)控制兩邊液壓泵伸縮高度的不同，使貨物運(yùn)載平臺(tái)發(fā)生傾斜達(dá)到自動(dòng)卸貨的目的。

采用紅外探測(cè)牽引和循跡牽引兩種方式相結(jié)合的AGV小車(chē)，相較于單一牽引方式，更可靠穩(wěn)定，同時(shí)具有避障功能；搭載攝像頭可以對(duì)貨物掃描分類(lèi)；自動(dòng)卸貨平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸貨。綜合性的AGV小車(chē)相較于傳統(tǒng)功能單一的物流運(yùn)輸車(chē)來(lái)說(shuō)更加智能。成本低、適用范圍廣、工作穩(wěn)定的AGV小車(chē)，可以有效解決目前物流運(yùn)輸行業(yè)勞動(dòng)力不足、運(yùn)輸成本高和效率低下的問(wèn)題，對(duì)于實(shí)現(xiàn)物流倉(cāng)儲(chǔ)的智能化建設(shè)目標(biāo)有著十分重要的意義。