Inngangur

Þar sem alþjóðlegar hafnir halda áfram að taka upp sjálfvirkni, hafa sjálfvirk ökutæki með leiðsögn (AGV) orðið mikilvægur hluti af gámaflutningum. Þeir tengja saman hafnarkrana, gámagarða, vöruhús og flutningakerfi, sem gerir skilvirka og mannlausa farm meðhöndlun.

Ólíkt innanhússverksmiðjum starfa AGV utandyra í krefjandi umhverfi þar sem rigning, þoka, beint sólarljós, saltúði og langar ferðavegalengdir eru algengar. Þessar aðstæður gera miklu meiri kröfur um staðsetningarnákvæmni, áreiðanleika siglinga og stöðugleika ökutækis.

Í dag eru nokkrar leiðsögutækni notaðar í sjálfvirkum höfnum, þar á meðal leysileiðsögu, sjónleiðsögu, millimetra-bylgjuratsjá, mismuna GPS (DGPS), FROG leiðsögn og samþætta tregðuleiðsögu. Hver lausn býður upp á mismunandi kosti hvað varðar nákvæmni, dreifingarkostnað, innviðakröfur og umhverfisaðlögunarhæfni.

Þessi grein ber saman þessa almennu tækni og útskýrir hvers vegna samþætt tregðuleiðsögn hefur orðið ein af ákjósanlegustu lausnunum fyrir nútíma AGVs utandyra.

Aðalleiðsögutækni fyrir AGV utandyra

Leysirleiðsögn

Leysirleiðsögn er ein þekktasta staðsetningartæknin sem notuð er í iðnaðar AGV. Endurskinsmörk eru sett upp í kringum aðgerðasvæðið, en leysiskanni fyrir ökutæki-uppsettur skynjar stöðugt þessi skotmörk og reiknar út stöðu AGV með þríhyrningi.

Með staðsetningarnákvæmni áinnan við 2 mm, leysir leiðsögn skilar framúrskarandi nákvæmni og hefur verið mikið notað í framleiðslu og vöruhús sjálfvirkni.

Kostir

Staðsetningarnákvæmni innan 2 mm

Þroskuð og áreiðanleg tækni

Sveigjanleg leiðbreyting

Stöðug langtíma-afköst

Hins vegar þurfa stórar útistöðvar þúsundir endurskinsmerkja, sem eykur uppsetningar- og viðhaldskostnað. Veðurskilyrði eins og mikil rigning, þétt þoka og sterkt sólarljós geta einnig dregið úr afköstum kerfisins.

Vision Navigation

Sjónleiðsögn byggir á iðnaðarmyndavélum og gervigreind-myndvinnslu til að þekkja umhverfiseiginleika og ákvarða staðsetningu ökutækis.

Í stað þess að vera háð líkamlegum innviðum, auðkennir kerfið vegamerkingar, gáma, byggingar og önnur kennileiti með sjónrænum SLAM og myndsamsvörunaralgrímum.

Kostir

Sentimetra-staðsetningarnákvæmni

Lágmarkskröfur um innviði

Samtímis skynjun hindrunar

Frábær sveigjanleiki fyrir flókið umhverfi

Þótt sjónleiðsögn tákni mikilvæga framtíðarstefnu, krefst það öflugs tölvubúnaðar og hágæða myndavéla-. Birtuskilyrði og veður geta einnig haft áhrif á staðsetningarnákvæmni.

Millimeter-Wave Radar Navigation

Millimeter-bylgjuratsjá skannar stöðugt umhverfið í kring og auðkennir viðmiðunarhluti til að áætla staðsetningu ökutækis.

Samanborið við leysileiðsögu, skilar radar sig betur í rigningu, þoku og rykugum aðstæðum, sem gerir það að verkum að það hentar í erfiðu umhverfi utandyra.

Kostir

Staðsetningarnákvæmni innan 10 cm

Frábær getu til-veðurs

Sterk viðnám gegn umhverfistruflunum

Áreiðanlegur útirekstur

Helsti gallinn er tiltölulega hár kostnaður við ratsjárbúnað og stuðningsinnviði, sem takmarkar víðtæka dreifingu.

Mismunandi GPS (DGPS)

Staðlað GPS staðsetning getur ekki uppfyllt nákvæmni kröfur sjálfvirkra hafna vegna þess að staðsetningarvillur ná venjulega nokkrum metrum.

DGPS bætir staðsetningarafköst verulega með því að leiðrétta gervihnattavillur í gegnum staðbundna viðmiðunarstöð.

Kostir

Staðsetningarnákvæmni innan 2 til 5 cm

Hröð dreifing

Lágmarksinnviðir á jörðu niðri

Hentar fyrir stórar útistöðvar

Vegna þess að gervihnattamerki geta verið læst af krana, byggingum eða staflaðum gámum, er DGPS oft sameinað tregðuleiðsögu til að viðhalda stöðugri staðsetningu.

FROG siglingar

FROG (Free Ranging On Grid) var sérstaklega þróað fyrir sjálfvirkar gámastöðvar.

RFID transponders eru felldir inn undir gangstéttina með u.þ.b. millibili2 metrar. Í hvert sinn sem AGV fer yfir transponder er staðsetning hans leiðrétt með því að nota geymdar staðsetningarupplýsingar.

Kerfið hefur verið sett upp í nokkrum sjálfvirkum höfnum, þar á meðal höfninni í Rotterdam.

Kostir

RFID hnútabil um það bil 2 m

Staðsetningarnákvæmni innan 3 cm

Stöðug langtíma-rekstur

Frábær umhverfisaðlögunarhæfni

Helsti ókostur þess er verulegt magn af jarðbyggingu sem þarf við uppsetningu.

Innbyggt tregðuleiðsögn

Inertial Navigation Systems (INS) voru upphaflega þróuð fyrir geimfar. Með því að mæla hröðun og hornhraða í gegnum gyroscopes og hröðunarmæla, metur INS stöðugt staðsetningu ökutækis.

Hrein tregðuleiðsögn þjáist hins vegar af uppsöfnuðum staðsetningarvillum með tímanum.

Nútíma AGV utanhúss sigrast á þessari takmörkun með því að sameina tregðuleiðsögu með segulmerkjum, RFID, hjólkóðara og GNSS leiðréttingu og búa til fjöl-skynjarasamrunakerfi sem getur viðhaldið mikilli staðsetningarnákvæmni yfir langan notkunartíma.

Kostir

Staðsetningarnákvæmni innan 1 til 3 cm

Lágmarksinnviðir á jörðu niðri

Frábær aðlögunarhæfni utandyra

Lítil viðhaldsþörf

Tilvalið fyrir langa-flutninga

Fyrir margar sjálfvirkar hafnir býður samþætt tregðuleiðsögn upp á besta jafnvægið á milli staðsetningarnákvæmni, flókið verkfræði og uppsetningarkostnaðar.

Samanburður á úti AGV siglingatækni

Engin ein leiðsögutækni er tilvalin fyrir hvert forrit. Þess í stað meta verkfræðingar staðsetningarnákvæmni, umhverfisaðlögunarhæfni, uppsetningarkostnað og langtímaviðhald áður en þeir velja lausn.

Fyrir stórar sjálfvirkar hafnir hefur samþætt tregðuleiðsögn orðið sífellt aðlaðandi vegna þess að það skilar áreiðanlegri staðsetningu á sentimetra-hæð en lágmarkar kröfur um innviði.

Hvernig samþætt tregðuleiðsögn nær mikilli nákvæmni

Nútíma tregðuleiðsögn er byggð á fjöl-skynjarasamruna frekar en sjálfstæðum IMU.

Dæmigerð AGV utanhúss sameinar nokkra skynjunartækni:

Mjög-nákvæmir segulmagnaðir leiðsöguskynjarar til að leiðrétta hliðar- og stefnuvillur.

IMU sem inniheldur gyroscope og hröðunarmæla fyrir dauðareikning.

Hjólakóðarar sem mæla stöðugt ferðavegalengd og hraða ökutækis.

RFID lesarar sem auðkenna fyrirfram skilgreinda eftirlitspunkta og endurkvarða uppsafnaðar staðsetningarvillur.

Með því að vinna saman, gera þessir skynjarar áreiðanlega staðsetningu jafnvel við samfellda langa-fjarlægð utandyra.

Leiðsöguárangur fer eftir hreyfikerfi

Leiðsögu reiknirit ákvarða hvert AGV á að fara, en hreyfikerfið ákvarðar hvort farartækið geti fylgt fyrirhugaðri leið nákvæmlega.

Í sjálfvirkum höfnum starfa AGV og sjálfvirkar dráttardráttarvélar við krefjandi aðstæður sem fela í sér mikið farmfar, stöðuga notkun, útsetningu fyrir saltúða og tíð hröðun og hraðaminnkun. Við þessar aðstæður hafa stýrisnákvæmni, upplausn kóðara og servósvörun bein áhrif á endurtekningarhæfni staðsetningar.

Plutools þróar samþættar hreyfilausnir fyrir AGV, AMR, sjálfstæðar dráttardráttarvélar og iðnaðarvélmenni. Vöruúrval fyrirtækisins inniheldur AGV drifhjól, stýrisdrifeiningar, lágspennu servómótora, servó drif og samþætt stjórnkerfi.

Plutools drifhjólalausnir, sem eru hannaðar fyrir krefjandi notkun innanhúss og utan, sameina stýri, akstur, hemlun og endurgjöf í -hári upplausn í þéttar samsetningar, sem hjálpa til við að bæta stöðugleika ökutækis, nákvæmni leiðarakningar og heildarframmistöðu leiðsögu í sjálfvirkum höfnum og öðru iðnaðarumhverfi.

Niðurstaða

AGV leiðsögutækni fyrir úti heldur áfram að þróast þar sem sjálfvirkar hafnir krefjast meiri skilvirkni og meiri rekstraráreiðanleika.

Leysirleiðsögn býður upp á einstaka nákvæmni, DGPS gerir skilvirka dreifingu á stóru-svæði, FROG hefur sannað gildi sitt í sjálfvirkum gámastöðvum, á meðan innbyggð tregðuleiðsögn sameinar sentimetra-nákvæmni við lægri kröfur um innviði og framúrskarandi aðlögunarhæfni utandyra.

Þar sem skynjaratækni, gervigreind reiknirit, RTK staðsetning og snjöll hreyfikerfi halda áfram að batna, verður fjöl-skynjarasamruni áfram almenn aðferð fyrir næstu-kynslóð utanhúss AGV, sem styður öruggari, snjallari og skilvirkari sjálfvirka hafnaraðgerðir.