소개

글로벌 항구가 자동화를 계속 채택함에 따라 자동 운반 차량(AGV)은 컨테이너 운송의 중요한 부분이 되었습니다. 안벽 크레인, 컨테이너 야적장, 창고, 물류 시스템을 연결하여 효율적이고 무인 화물 처리를 가능하게 합니다.

실내 공장과 달리 실외 AGV는 비, 안개, 직사광선, 염수 분무 및 장거리 이동이 일반적인 까다로운 환경에서 작동합니다. 이러한 조건에서는 위치 정확도, 내비게이션 안정성 및 차량 안정성에 대한 요구가 훨씬 더 높아집니다.

오늘날 레이저 내비게이션, 비전 내비게이션, 밀리미터{0}}파 레이더, 차동 GPS(DGPS), FROG 내비게이션, 통합 관성 내비게이션 등 다양한 내비게이션 기술이 자동화된 포트에 사용됩니다. 각 솔루션은 정확성, 배포 비용, 인프라 요구 사항 및 환경 적응성 측면에서 다양한 이점을 제공합니다.

이 기사에서는 이러한 주류 기술을 비교하고 통합 관성 항법이 현대 실외 AGV에서 선호되는 솔루션 중 하나가 된 이유를 설명합니다.

실외 AGV의 주요 내비게이션 기술

레이저 내비게이션

레이저 내비게이션은 산업용 AGV에 사용되는 가장 확립된 위치 확인 기술 중 하나입니다. 반사 타겟은 작업 영역 주변에 설치되며, 차량에 장착된 레이저 스캐너는 이러한 타겟을 지속적으로 감지하고 삼각측량을 통해 AGV의 위치를 ​​계산합니다.

위치 정확도는 다음과 같습니다.2mm 이내, 레이저 내비게이션은 뛰어난 정밀도를 제공하며 제조 및 창고 자동화에 널리 채택되었습니다.

장점

2mm 이내의 위치 정확도

성숙하고 안정적인 기술

유연한 경로 수정

안정적인 장기-성능

그러나 대형 실외 단말기에는 수천 개의 반사경이 필요하므로 설치 및 유지 관리 비용이 증가합니다. 폭우, 짙은 안개, 강한 햇빛과 같은 기상 조건도 시스템 성능을 저하시킬 수 있습니다.

비전 내비게이션

비전 내비게이션은 산업용 카메라와 AI{0}}기반 이미지 처리를 사용하여 환경 특징을 인식하고 차량 위치를 결정합니다.

물리적 인프라에 의존하는 대신 시스템은 시각적 SLAM 및 이미지 매칭 알고리즘을 통해 도로 표시, 컨테이너, 건물 및 기타 랜드마크를 식별합니다.

장점

센티미터-수준의 위치 정확도

최소한의 인프라 요구 사항

동시 장애물 감지

복잡한 환경을 위한 탁월한 유연성

비전 내비게이션은 미래의 중요한 방향을 나타내지만 강력한 컴퓨팅 하드웨어와 고품질 카메라가 필요합니다.- 조명 조건과 날씨도 위치 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.

밀리미터-파 레이더 탐색

밀리미터{0}}파 레이더는 주변 환경을 지속적으로 스캔하고 참조 물체를 식별하여 차량 위치를 추정합니다.

레이저 내비게이션에 비해 레이더는 비, 안개, 먼지가 많은 조건에서 더 나은 성능을 발휘하므로 열악한 실외 환경에 적합합니다.

장점

10cm 이내의 위치 정확도

뛰어난-전천후 기능

환경 간섭에 대한 강한 저항

안정적인 실외 작동

가장 큰 단점은 레이더 하드웨어와 지원 인프라의 비용이 상대적으로 높아 광범위한 배포가 제한된다는 점입니다.

차동 GPS(DGPS)

표준 GPS 포지셔닝은 포지셔닝 오류가 일반적으로 수 미터에 달하기 때문에 자동화된 포트의 정밀도 요구 사항을 충족할 수 없습니다.

DGPS는 로컬 기준국을 통해 위성 오류를 수정하여 측위 성능을 크게 향상시킵니다.

장점

2~5cm 이내의 위치 정확도

빠른 배포

최소한의 지상 인프라

대형 옥외 터미널에 적합

크레인, 건물 또는 쌓인 컨테이너에 의해 위성 신호가 차단될 수 있으므로 DGPS는 종종 관성 항법과 결합되어 지속적인 위치 확인을 유지합니다.

개구리 항법

FROG(Free Ranging On Grid)는 자동화된 컨테이너 터미널을 위해 특별히 개발되었습니다.

RFID 트랜스폰더는 대략적인 간격으로 포장 도로 아래에 내장되어 있습니다.2미터. AGV가 응답기 위를 지나갈 때마다 저장된 위치 정보를 사용하여 위치가 수정됩니다.

이 시스템은 로테르담 항을 포함한 여러 자동화 항만에 성공적으로 배포되었습니다.

장점

약 2m의 RFID 노드 간격

3cm 이내의 위치 정확도

안정적인 장기-운영

뛰어난 환경적응성

주요 단점은 설치 중에 상당한 양의 지반 공사가 필요하다는 것입니다.

통합 관성 항법

관성 항법 시스템(INS)은 원래 항공우주 응용 분야용으로 개발되었습니다. INS는 자이로스코프와 가속도계를 통해 가속도와 각속도를 측정하여 차량 위치를 지속적으로 추정합니다.

그러나 순수 관성 항법은 시간이 지남에 따라 누적된 위치 오류로 인해 어려움을 겪습니다.

최신 실외 AGV는 관성 내비게이션과 자기 마커, RFID, 휠 인코더 및 GNSS 보정을 결합하여 오랜 작동 기간 동안 높은 위치 정확도를 유지할 수 있는 다중{0}}센서 융합 시스템을 만들어 이러한 한계를 극복했습니다.

장점

1~3cm 이내의 위치 정확도

최소한의 지상 인프라

뛰어난 옥외 적응성

낮은 유지 보수 요구 사항

장거리-운송에 적합

많은 자동화된 포트의 경우 통합 관성 내비게이션은 포지셔닝 정확도, 엔지니어링 복잡성 및 배포 비용 간의 최상의 균형을 제공합니다.

실외 AGV 내비게이션 기술 비교

모든 애플리케이션에 이상적인 단일 내비게이션 기술은 없습니다. 대신 엔지니어는 일반적으로 솔루션을 선택하기 전에 위치 정확도, 환경 적응성, 설치 비용 및 장기 유지 관리를 평가합니다.-

대규모 자동화 포트의 경우 통합 관성 내비게이션이 인프라 요구 사항을 최소화하면서 안정적인 센티미터{0}} 수준의 위치 지정을 제공하므로 점점 더 매력적이 되었습니다.

통합 관성 항법이 높은 정확도를 달성하는 방법

최신 관성 항법은 독립형 IMU가 아닌 다중{0}}센서 융합을 기반으로 합니다.

일반적인 실외 AGV는 여러 감지 기술을 결합합니다.

측면 및 방향 오류를 수정하기 위한 고정밀 자기 내비게이션 센서입니다.

추측항법을 위한 자이로스코프와 가속도계가 포함된 IMU입니다.

이동 거리와 차량 속도를 지속적으로 측정하는 휠 엔코더입니다.

미리 정의된 체크포인트를 식별하고 누적된 위치 오류를 재보정하는 RFID 리더입니다.

이러한 센서가 함께 작동하면 지속적인 장거리 실외 작동 중에도 안정적인 위치 지정이 가능합니다-.

내비게이션 성능은 모션 시스템에 따라 달라집니다.

내비게이션 알고리즘은 AGV가 어디로 가야 하는지 결정하지만, 모션 시스템은 차량이 계획된 경로를 정확하게 따라갈 수 있는지 여부를 결정합니다.

자동화된 항구에서 AGV와 자율 견인 트랙터는 무거운 탑재량, 연속 작동, 염수 분무 노출, 잦은 가속 및 감속 등 까다로운 조건에서 작동합니다. 이러한 조건에서 조향 정확도, 엔코더 분해능 및 서보 응답은 위치 반복성에 직접적인 영향을 미칩니다.

Plutools는 AGV, AMR, 자율 견인 트랙터 및 산업용 모바일 로봇을 위한 통합 모션 솔루션을 개발합니다. 이 회사의 제품 포트폴리오에는 AGV 구동 휠, 조향 구동 장치, 저{1}}전압 서보 모터, 서보 드라이브 및 통합 제어 시스템이 포함됩니다.

까다로운 실내 및 실외 애플리케이션용으로 설계된 Plutools 구동 휠 솔루션은 조향, 주행, 제동 및 고해상도 피드백을 소형 어셈블리에 결합하여 자동화된 포트 및 기타 산업 환경에서 차량 안정성, 경로 추적 정확도 및 전반적인 탐색 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

결론

자동화된 포트가 더 높은 효율성과 더 큰 작동 신뢰성을 요구함에 따라 실외 AGV 내비게이션 기술은 계속 발전하고 있습니다.

레이저 내비게이션은 뛰어난 정밀도를 제공하고, DGPS는 효율적이고 넓은 지역 배포를 가능하게 합니다.{0}} FROG는 자동화된 컨테이너 터미널에서 그 가치를 입증했으며, 통합 관성 내비게이션은 센티미터 수준의 정확도와 더 낮은 인프라 요구 사항 및 뛰어난 실외 적응성을 결합합니다.

센서 기술, AI 알고리즘, RTK 포지셔닝 및 지능형 모션 시스템이 지속적으로 개선됨에 따라 다중 센서 융합은 차세대 실외 AGV의 주류 접근 방식으로 남아 더 안전하고 스마트하며 효율적인 자동화된 포트 운영을 지원하게 될 것입니다.