工业黑科技如何实现工厂物品搬运的准确定位与精准送达

近年来,关于人工智能的讨论在社交圈越来越多,尤其是在仓储物流领域,智能化和自动化技术的应用也日益增多。网络上广泛流传的电商巨头仓库物流中心宣传视频中展示了各种先进设备和系统。在现代工厂中,也出现了许多智能化搬运设备,它们在生产线上进行物料转移工作,比如连续搬运设备、输送带等,以及离散搬运设备,如柔性无轨搬运车辆和有轨道搬运车辆。

首先,我们不谈高级的人工智能技术,而是要总结这些视频中的各种移动机械如何实现自主到达正确位置并完成货物操作?这可以看作是这些机械的基础智能能力之一。自动搬运任务首先需要明确起始地址与终点地址。计算机系统必须能够识别现实世界中的具体位置信息,这就要求将位置数据数字化。这通常通过全球定位系统(GPS)来实现。GPS能够将地球上的任何地点转换为独特数据组合:经度、纬度、高度。例如,将东经45°、北纬32°及海拔高度1000米组合起来,就代表了地球上的一个唯一地点。当我们输入这个三元组给计算机时,计算机会指引出该物理空间上的准确位置。

同样,在百度地图中,每个地点都对应着精确的地理坐标,但我们更习惯于使用地名而非坐标。当查询某个地方时,我们实际提供的是名称,而计算机则需将之转换为坐标后再定位至地图上。

在仓库或工业场景里,大部分情况下,移动机械仅在有限数量固定的点之间进行往返,如堆垛机只停留于前后方向固定站台或货架层次;它们不会在没有货栈或未指定区域处闲置行走。这意味着这些场所采用的是有限离散性的定位方法,其中每个作业点被赋予一个唯一编号。如果这些点遵循规律,那么它们可以根据这种规律定义,比如按照层列排布法定义货架内每个存储单元的位置。而这个确定且唯一的位置,如果用数据组合表示,就能由AGV接受,并准确到达目的地。

然而,这些机械寻址的问题还远未解决,即使知道目的地址,它们仍需实时确定自身当前所处何方,即寻址问题。此时,他们可能会依赖以下几种方式:

人类操作员

叉车作为一种常见但似乎最不具备智慧的一种装载工具,其实它是最具灵活性的搬运系统之一。为什么呢?因为叉车只能由人类驾驶员操控才能完成任务,而人类本身就是某些方面最聪明的生物之一。当接收新的装卸任务后,驾驶员分析并判断即将执行任务必需覆盖的地区范围,从而确认起始与目标地点。在了解了目的地之后,对于叉车目前所处与目标地点之间关系做出判断,如果目标位于前方,则驾驶向前;如果位于后方,则驾驶向后。在整个过程中,不断评估叉车当前状态与目标状态直至达到目标。这一过程中的寻址问题完全依赖于驾驶员超级复杂的大脑——人的视觉传感器通过眼睛不断更新当前信息,同时手脚作为执行机构按人脑命令控制叉车前进、倒退及转弯直至抵达目的地。

AGV 自动导航小型汽车

AGV由于其柔性,可以轻松部署并应用于各行业工厂和配送中心内。一种常见类型基于磁导引技术,由AGV沿途设置磁条或者在地面预埋磁钉,然后AGV安装具有磁感应功能的小型传感器以跟踪路线变化。但随着导航技术发展,现在已经普遍采用激光导航技术以及二维码定位等方法,使得AGV更加灵活且便捷。

激光导引

激光导航允许AGV安装旋转扫描仪,以360度全方位扫描环境识别反射板,并根据反射板距离测量自身相对于参考点偏移量,再结合其他陀螺仪、加速度计等传感器数据,可通过复杂算法解析出真实空间中的精确路径和距离,从而实现无限路径规划能力,无需事先布设特殊设施,只要保证至少三个反射板可同时检测即可有效定位。

二维码读取

亚马逊Kiva机器人因其创意独特性迅速吸引众目焦光,并已成功用于电商行业订单拣选场景国内也有类似产品研发并投入使用主要集中在电商领域。本质上Kiva采用惯性导航结合二维码读取策略控制每台Kiva机器人正确运行。需要提前的在地面贴附二维码标签形成矩阵网,每张标签含有唯一编码代表整个矩阵网内部的一个坐标。

当Kiva摄像头捕捉到二维码图像时,它会从其中提取编码值同时利用角落信息调整角度保证准确走向。

以上内容概述了目前几个通用的定位方式,在仓库管理中很多成熟且传统设备属于有轨道类型,其工作原理不同:

认址传感器介绍

有轨道运动装置,最成熟也是广泛应用的一种就是立体库高速堆垛机。而堆垛机会一直沿着固定轨道行走,因此可以安装认址传感器配合轨道旁边设置专门机构,当堆垛经过这些机构时通过变动信号就知道自己现在位于哪一个区域范围内。

水平方向上传递通知这一需求包括两部分:一是存取商品所需水平距离两个重要节点—进出口输送带以及每个容积单元对应水平距离——因此沿此方向安放认址片,每次经过就会产生不同的信号,从起始开始运行次数增加知晓自己现在的情况。

综上所述,无论是在大规模电子商务配送中心还是现代制造业生产线,都存在大量自动化处理步骤涉及到高效率精密定位的问题,这些都是借助现代科技创新得以解决的一系列挑战,为提高效率降低成本提供了一条坚实基础。但随着新兴材料、新能源、新设计思路不断涌现,我们相信未来还会有一系列令人惊喜的创新出现,为我们的生活带来更多便利!

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