最近這兩年里身邊越來越多的人談?wù)撊斯ぶ悄苡热浴}儲物流行業(yè)里也越來越多的談到智能倉儲苏遥，智慧物流田炭。網(wǎng)上流傳的各大電商倉儲物流中心的宣傳視頻里有各種黑科技設(shè)備和系統(tǒng)。比如：

柔性無軌搬運(yùn)類設(shè)備

https://zhuanlan.zhihu.com/p/35356517

有軌道搬運(yùn)設(shè)備

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這里先不談高大上的人工智能技術(shù)，首先總結(jié)下視頻里的各種搬運(yùn)設(shè)備是怎么做到設(shè)備自身行走到正確的位置并完成存取貨物的丧鸯？因?yàn)檫@可以看做是搬運(yùn)設(shè)備的第一步智能。

自動搬運(yùn)任務(wù)围肥，首先要知道當(dāng)前任務(wù)的起始地址和終點(diǎn)地址剿干。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要能識別物理世界存在的具體位置地址穆刻，那就需要將位置信息轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能讀懂的數(shù)字信息置尔。對于位置信息數(shù)字化大家最熟悉的可能是全球定位系統(tǒng)GPS氢伟。GPS系統(tǒng)將地球上的任何一處的位置信息都可以分解成唯一的數(shù)據(jù)組合：經(jīng)度幽歼，緯度，海拔高度谬盐。比如甸私，東經(jīng)45°飞傀，北緯32°砸烦，海拔1000米，這三個(gè)數(shù)據(jù)的組合就對應(yīng)了地球上唯一的位置颜说。也就是說給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入這三個(gè)數(shù)據(jù)組合藕畔，計(jì)算機(jī)就可以給汽車指出這個(gè)在物理世界的實(shí)際位置。

在百度地圖里就是這樣的過程庄拇，我們看到的地圖中的每一個(gè)位置信息背后其實(shí)都對應(yīng)著一個(gè)上邊所述的經(jīng)緯度信息注服，而我們不擅長記這些數(shù)據(jù)組合，改成給每個(gè)位置都起個(gè)名字措近，比如景點(diǎn)名溶弟，公園名，小區(qū)名瞭郑，商場名辜御。但是每次我們查詢時(shí)輸入地面后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仍然首先要將地名轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度數(shù)據(jù)后屈张，再去對應(yīng)到地圖中的實(shí)際位置擒权。

GPS的位置數(shù)據(jù)是是可以定位到地球上隨意的一個(gè)位置，也就是說GPS數(shù)據(jù)是連續(xù)和全面的阁谆，是整個(gè)物理世界所有位置點(diǎn)的定位碳抄。而在倉儲物流中心里，大部分的情況下场绿，搬運(yùn)設(shè)備經(jīng)常是在固定的幾個(gè)位置之間來回搬運(yùn)剖效，比如堆垛機(jī)在前后方向上只有固定的庫端站臺位置，前后每列貨架的位置；堆垛機(jī)在上下方向上璧尸，只有固定的每層貨架的位置咒林。不管堆垛機(jī)對應(yīng)的貨架有多少列多少層，堆垛機(jī)在運(yùn)行時(shí)只會在每個(gè)貨格位置處作業(yè)爷光，而不會在沒有貨格或者貨格之間位置處無效作業(yè)垫竞。那這樣的位置定義就是有限離散性的定位。通常是給所有的作業(yè)位置設(shè)置固定的編號瞎颗，如果這些位置是遵循一定的規(guī)律的件甥，那位置定義可以參考這些規(guī)律，比如貨架中每個(gè)貨格的位置定義可以按照層列排規(guī)律來定義哼拔，比如按照數(shù)據(jù)組合（2引有，3，4）即為貨架中的第2層倦逐，第3列譬正，第4排。而這個(gè)位置是固定且唯一的檬姥，如果計(jì)算機(jī)將這個(gè)數(shù)據(jù)組合發(fā)送給自動化搬運(yùn)設(shè)備曾我，那搬運(yùn)設(shè)備就可以準(zhǔn)確的知道這個(gè)數(shù)據(jù)組合是說的哪個(gè)位置。

解決了搬運(yùn)位置的數(shù)字化問題健民，那對于搬運(yùn)設(shè)備來說下一步就是運(yùn)行到指定的位置抒巢，那搬運(yùn)設(shè)備下一步要就解決的問題就是要實(shí)時(shí)的知道自己當(dāng)前所在的位置，即尋址定位問題秉犹。

人肉定位技術(shù)

在任何有廠內(nèi)物流工作發(fā)生的地方蛉谜，必然會見到叉車這種設(shè)備。有人說叉車是最不智能的崇堵，最機(jī)械的設(shè)備型诚。其實(shí)從另外一個(gè)角度來看，叉車是最智能的搬運(yùn)系統(tǒng)鸳劳。為什么狰贯？因?yàn)椴孳囆枰说鸟{駛才能搬運(yùn)貨物，而人是這個(gè)星球上某些方面最智能的系統(tǒng)赏廓。駕駛員接到搬運(yùn)指令后涵紊，分析和判斷即將要做的搬運(yùn)任務(wù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置。駕駛員得知其實(shí)位置后幔摸，首先要判斷叉車當(dāng)前位置與目的地址的關(guān)系栖袋，目的地址如果位于前方，那駕駛員超前駕駛抚太，目的地址如果位于后方，駕駛員朝后駕駛。同時(shí)駕駛員要在駕駛的過程中尿贫，不斷的判斷叉車當(dāng)前的位置和目的地址的關(guān)系电媳，直至到目的地址位置。在駕駛員駕駛叉車的這個(gè)工程中庆亡，叉車的定位尋址是由駕駛員的超級智能計(jì)算機(jī)---人腦來完成的匾乓。駕駛員的眼睛是視覺傳感器，將當(dāng)前位置信息傳給人腦實(shí)時(shí)進(jìn)行位置分析判斷又谋；駕駛員的手和腳就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)拼缝，人腦傳達(dá)指令給手和腳來控制叉車的前進(jìn)后端和叉車的轉(zhuǎn)向直至到達(dá)最終目的地。

AGV自動導(dǎo)引小車定位

由于AGV系統(tǒng)獨(dú)特的柔性彰亥，可以在廠內(nèi)和配送中心輕松的完成部署咧七。目前AGV在國內(nèi)各個(gè)行業(yè)的工廠和配送中心應(yīng)用的越來越多。AGV的導(dǎo)航定位技術(shù)有很多種任斋，最常見的有如下幾種

1.磁導(dǎo)引

最早的AGV是基于磁導(dǎo)引技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的继阻，需要在AGV的所有可能的行走路線中提前沿著路線布置磁條或者在地面預(yù)埋磁釘。AGV的車上有裝有磁感應(yīng)傳感器废酷，AGV只能沿著磁條運(yùn)行瘟檩。AGV車上的磁感應(yīng)傳感器會一直與地面的磁條發(fā)生感應(yīng)并實(shí)時(shí)判斷感應(yīng)值，隨著感應(yīng)值的動態(tài)變化澈蟆，AGV調(diào)整自身的角度保證車體往前行進(jìn)的過程中一直沿著磁條路線不跑偏墨辛。能保證AGV在固定的線路上走解決了定位的第一步，而AGV具體當(dāng)前行走到了這條路線上的那個(gè)位置點(diǎn)上趴俘，通常是由AGV與車輪耦合鏈接安裝的編碼器來確定的睹簇。AGV行走時(shí)編碼器也隨著車輪的行走實(shí)時(shí)反映行走的距離，一般AGV會有一個(gè)起始點(diǎn)哮幢，這樣有了起始點(diǎn)带膀，有了固定路線，有了行走路程值橙垢，完全就可以確定AGV當(dāng)前在什么位置上垛叨。

2，激光導(dǎo)引

傳統(tǒng)的磁導(dǎo)引AGV系統(tǒng)柜某，一旦安裝調(diào)試后嗽元，AGV只能沿著固定的磁條進(jìn)行，如果有要增加的工位或者某些路線要改變喂击，那就需要重新安裝磁條剂癌，如果是磁釘需要重新在修改的地面上打入磁釘，因此磁導(dǎo)引AGV柔性比較低翰绊。隨著導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展佩谷，目前在叉車AGV上廣泛的應(yīng)用了激光導(dǎo)航技術(shù)旁壮。在激光AGV行走的區(qū)域內(nèi)簡單安裝若干激光反光板即可完成AGV部署工作。AGV車身上安裝旋轉(zhuǎn)的激光掃描儀不停的進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)掃描谐檀，激光光線打到事先安裝的激光反光板上抡谐，就可以得知激光與這些反光板之間的精確距離。在AGV行走范圍內(nèi)桐猬，只要保證能同一時(shí)刻能有3~4個(gè)反光板有反射就可以通過復(fù)雜的定位算法來確定當(dāng)前AGV對應(yīng)的實(shí)際位置麦撵。

3.二維碼定位

亞馬遜配送中心的Kiva機(jī)器人以其突出的創(chuàng)意和卓越的優(yōu)點(diǎn)在倉儲物流界大火了一把。國內(nèi)也有不少公司研發(fā)出來類似的倉儲搬運(yùn)機(jī)器人并已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用中溃肪，主要集中在電商行業(yè)的訂單揀選場景中免胃。Kiva機(jī)器人采用慣性導(dǎo)航和二維碼定位的方式來控制每臺Kiva機(jī)器人在倉庫里正確的運(yùn)行。Kiva系統(tǒng)需要事先在地面上貼附二維碼標(biāo)簽惫撰，所有的二維碼標(biāo)簽在Kiva機(jī)器人工作范圍內(nèi)組成一個(gè)標(biāo)簽矩陣網(wǎng)羔沙，每個(gè)標(biāo)簽上都有唯一的信息，也代表了整個(gè)標(biāo)簽所在的整個(gè)矩陣網(wǎng)絡(luò)里的坐標(biāo)润绎。

Kiva機(jī)器人車身安裝有一個(gè)高分辨長焦攝像頭并一直朝地面實(shí)時(shí)拍攝撬碟。當(dāng)Kiva機(jī)器人經(jīng)過地面的二維碼標(biāo)簽時(shí)，攝像頭會讀取到二維碼里內(nèi)含的坐標(biāo)信息莉撇，也就知道了當(dāng)前Kiva機(jī)器人身處何方呢蛤，同時(shí)二維碼圖像中特有的邊角位置，可以被用來調(diào)整Kiva機(jī)器人行走的角度棍郎，從而保證Kiva機(jī)器人的精確走向其障。

以上談的是目前AGV幾種非常常見的定位方式，而在倉儲物流中心里很多成熟而傳統(tǒng)的設(shè)備是有軌道的涂佃，也就是非柔性的設(shè)備励翼，這種搬運(yùn)設(shè)備由于路線是沿著軌道且固定的，所以定位技術(shù)和原理要有所不同辜荠。

1汽抚，認(rèn)址傳感器

說起有軌道的搬運(yùn)設(shè)備，最有歷史伯病、最成熟造烁、應(yīng)用最廣的設(shè)備就是立體庫里的高速堆垛機(jī)。堆垛機(jī)在運(yùn)行時(shí)由于一直沿著固定軌道行走午笛，所以就可以在堆垛機(jī)機(jī)身上安裝一定的傳感器同時(shí)配合軌道上安裝一定的機(jī)構(gòu)惭蟋，這樣每次堆垛機(jī)經(jīng)過這些機(jī)構(gòu)時(shí)通過傳感器的變化就可以知道當(dāng)前位于那個(gè)軌道區(qū)域范圍內(nèi)。堆垛機(jī)水平方向上药磺，這個(gè)傳感器就叫做認(rèn)址傳感器告组，沿著軌道安裝的機(jī)構(gòu)叫認(rèn)址片。由于水平方向上堆垛機(jī)需要準(zhǔn)確定位的是要存取貨的位置癌佩，及庫端進(jìn)出庫輸送機(jī)位置和貨架每個(gè)貨格對應(yīng)的水平位置木缝，這樣沿著軌道方向上在每個(gè)貨格和輸送機(jī)位置上安裝好固定的認(rèn)址片便锨，堆垛機(jī)每次經(jīng)過這些認(rèn)址片的時(shí)候，傳感器會有信號的變化我碟，堆垛機(jī)從起始點(diǎn)開始運(yùn)行鸿秆，隨著傳感器變化的次數(shù)，就可以知道堆垛機(jī)當(dāng)前位于哪個(gè)貨格的位置怎囚、那兩個(gè)貨格位置之間。堆垛機(jī)垂直的方向有時(shí)候也是按照這種方式來完成高度方向上的定位桥胞。

2.旋轉(zhuǎn)編碼器

以上說的認(rèn)址傳感器定位方式是屬于離散式的定位恳守，堆垛機(jī)只能知道當(dāng)前跑到了那兩個(gè)認(rèn)址片之間，卻不知道跑到兩個(gè)認(rèn)址片之間的具體哪個(gè)點(diǎn)的位置上贩虾。旋轉(zhuǎn)編碼器就是一種可以輸出連續(xù)位置的定位傳感器催烘。一般旋轉(zhuǎn)編碼器會安裝在前后行走機(jī)構(gòu)的輪子的軸上，搬運(yùn)設(shè)備行走時(shí)輪子轉(zhuǎn)到帶動旋轉(zhuǎn)編碼器值發(fā)生變化缎罢，這樣從起點(diǎn)開始伊群，往前行走1米就對應(yīng)旋轉(zhuǎn)編碼器值X，這樣按照對應(yīng)關(guān)系策精，通過旋轉(zhuǎn)編碼器值就可以間接的計(jì)算出搬運(yùn)設(shè)備行進(jìn)了多少米舰始，也就完成了設(shè)備的定位。旋轉(zhuǎn)編碼器可以用在設(shè)備沿直線行走的布局也可以用在設(shè)備有沿著彎道行走的布局咽袜。

3.激光測距儀

目前立體倉庫里用認(rèn)址片定位的傳統(tǒng)方式越來越少丸卷，取而代之的是用激光測距儀來給堆垛機(jī)定位。激光測距儀也是一種連續(xù)定位方式询刹，且精度非常高谜嫉。通常是將激光測距儀安裝在堆垛機(jī)機(jī)身上，在直線軌道的一頭安裝有激光反光板凹联，反光板的位置要能保證激光測距儀在堆垛機(jī)全程行走過程中都能將光線投射到反光板上沐兰。激光投射到反光板時(shí)根據(jù)光線回路時(shí)間就可以間接計(jì)算出測距儀距離反光板的距離，也就間接可以計(jì)算出當(dāng)前堆垛機(jī)在固定軌道上的實(shí)時(shí)位置蔽挠。由于激光的光線是直線住闯，所以激光測距儀通常用在直線軌道運(yùn)行的自動化搬運(yùn)設(shè)備上。

4.條碼定位儀

目前在固定軌道上行走的搬運(yùn)設(shè)備上還有另外一種定位方式叫條碼定位技術(shù)象泵。這種條碼定位技術(shù)與上邊談到的二維碼定位方式有一些共同之前寞秃，即都是讀取提前安裝好的條碼標(biāo)簽，不過此處所說的條碼是連續(xù)讀取的偶惠，即條碼本身是沿著軌道通長的一整條春寿，在搬運(yùn)設(shè)備上對應(yīng)安裝一枚特殊的條碼閱讀器，這樣搬運(yùn)設(shè)備在沿著軌道行走時(shí)忽孽，條碼閱讀器會一直連續(xù)讀取這個(gè)特制連續(xù)條碼绑改，條碼值對應(yīng)一定的距離值谢床，搬運(yùn)設(shè)備這樣就可以實(shí)時(shí)獲取到當(dāng)前在軌道上的位置了。

以上分享的是在倉儲物流中心和廠內(nèi)物流中心常見的自動化搬運(yùn)設(shè)備的幾類定位方式厘线。目前市面上的搬運(yùn)設(shè)備運(yùn)營的新技術(shù)越來越多识腿，定位方式也層出不窮，比如激光掃描孔定位造壮，SLAM算法自定位渡讼，其他感應(yīng)傳感器定位等等。不管用哪種方式耳璧，解決了自動定位問題成箫，對于自動搬運(yùn)設(shè)備才可以在此基礎(chǔ)上解決路徑規(guī)劃、速度控制等問題旨枯。

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