接續上次的 [經驗]無人搬運車(AGV)廠商合作模式分享 文章，這次來分享一些筆者對 AGV 的研究心得，希望對於 AGV 還不是太了解的同學有點幫助，文中出現的外部連接或影片參考都是隨手查詢到的，並沒有特別為哪家廠商打廣告。

對於一家公司而言，導入無人搬運車( AGV, AMR )無非是希望自動化，將固定模式的事情，交由機器來執行，用的好的話，除了可以降低工傷、節省人力以外，更能縮短運送時間，提升效率。

1. 導航
2. 避障
3. 對接
4. 系統整合
5. 環境限制

導航

AGV 依照導航方式，常用可分為以下幾種:

• SLAM
• 二維碼
• 磁條、色帶
• 混合互補

下面會針對特種類型說明優缺點，適用和不合適那些場景

SLAM

利用感測器來進行地圖掃描及定位導航，通常是Lidar光達，場地不需要另外施工，只需要控制車子掃描過就可以建好地圖行走了，看起來比較炫，價格通常偏高

優點

1. 場地免施工，不用維護，要停哪只要在軟體上設定一下就好了
2. 場域變更時修改較容易，可局部重新掃描覆蓋上去
3. 動態導航，可自行繞過障礙物(看廠商設計，也有廠商設計不繞過，只走固定路線的)

缺點

1. 光達導航的停止精準度較低，通常是正負5~10公分，除非利用其他輔助來進行二次定位，像是磁條、二維碼、反射板等，否則不適合對接誤差低的設備
2. 路寬不能太窄，因為精準度的關係，安全範圍抓的相對較大，也就造成窄路無法順利通行，不過也有變通方式，某些廠商會用混和磁條或二維碼輔助
3. 走道四周的需要是不會變動的牆壁、柱子、貨架、機台等，若走道邊是棧板、推式台車這類可移動的物品，容易與掃描地圖當下差異過大，造成定位分數較低，甚至有迷航的狀況發生。不過某些廠商在建立地圖時，除了光達，可能還會有其他特徵採集，通常在上方天花板，用來輔助定位，可以避免迷失的情況。

二維碼

場地上車子要行走的路線皆須貼上二維碼標籤，須提前規劃好後再施工，適合大型倉儲大量車子同時運送，行走方式通常是直線跟直角(影片參考)，不排除某些廠商也會設計可以走對角線

優點

1. 停止精度高，通常是正負1公分，適合高精度的設備對接
2. 行走路徑依二維碼為主，只要測試不會撞到，狹窄路徑或是鑽貨架下方也沒有問題

缺點

1. 需要提前施工，所以導入時間較長
2. 一般狀況下不會走曲線路徑，某些廠商會開發斜線或曲線，但都是盲走算距離，如果當中有被撞到、地不平或輾到東西而偏離路線，就會迷失
3. 標籤需維護，若有人員行走，地板清潔等，可能會有汙損等狀況需定期重貼
4. 通常只能向前行走，無法倒車，避障也只做前方，旋轉時人員在旁邊會有風險，但不排除有些廠商會做大角度避障

磁條、色帶

場地貼上磁帶或色帶作為軌道，使用RFID等作為停止點，須提前規劃好後再施工，行走方式為直線和R角，沒辦法走直角，影片參考1、影片參考2

優點

1. 售價較低廉
2. 停止精度高，通常是正負1公分，適合高精度的設備對接
3. 行走路徑依軌道為主，只要測試不會撞到，狹窄路徑也沒問題

缺點

1. 軌道可能被車輪壓過或人員行走會造成損壞，需定期維護
2. 通常行走速度較慢，避免軌道脫離感測器迷失
3. 迴轉半徑較大，場域使用上會有些限制，需事先規劃好
4. 通常只能向前行走，無法倒車，避障也只做前方，旋轉時人員在旁邊會有風險，但不排除有些廠商會做大角度避障

混合互補

混和兩種以上導航技術，藉以補足缺點，這邊因為產業產品眾多且日新月異，這邊僅介紹筆者有了解過的部分

SLAM + 磁條

前面提到SLAM有路寬窄不易行走和停止精度低的問題，有廠商研發磁帶擴充套件，支援走到特定位置讀取到磁條後，便追隨磁條行走，用來滿足通過狹窄走道和高精度停止的需求

SLAM + 二維碼

同上，加入Data Matrix Reader，用來輔助停止時，對二維碼進行二次定位，缺點是該地方不能太過狹窄，要保留足夠原地旋轉的空間

二維碼 + 磁帶

補足二維碼不能走曲線問題，可應付空間狹窄，需要走曲線的情境。或是需要非常貼近不是直線的牆面或設備，也適合這種混合方式

避障

避障顧名思義是避開障礙，除了SLAM導航可以另闢蹊徑繞過(影片參考)以外，其他類型還是以停等為主 (影片參考)，避障的感測器五花八門，像是光達、紅外線、超音波、聲納、深度相機等等都有看過，每一種都會有優缺點，這裡就不一一探究了。

避障是可以隨著運作情境不同，而有不同的觸發標準，可能內建也可能讓客戶自己設定，例如過於靠近牆面時，就關閉側邊的避障避免誤報而停止。

使用者要注意的主要是使用情境是否足夠被避障覆蓋，像是有的設備設有螢幕和鍵盤架，方便人員拉出使用，若拉出未收回，AGV又沒有向上偵測的感測器，高度高於架子的話就會有碰撞風險，此外人員也都要訓練好和AGV的協作方式，將可能撞擊機台或人員的機率降到最低，不過也不能無限上綱，可能因為感測器過多導致運行效率不佳，本末倒置。

對接方式

這邊的對接泛指AGV上的物品與設備或人員有接觸，像是倉儲最常見的，AGV運送貨架到揀料區，人員拿料後車離去，抑或是車到定位，物品被機械手臂拿走等狀況。以效率來看，若對接對象是人，則須確保該位置始終有人，否則很可能出現人不在，AGV只能乾等的情況，較好的方式，是有一些自動對接的機構或設備，即使當下無人，也不會影響運輸效率。

常見的自動對接方式有

1. 叉車 影片參考
   主要是針對棧板搬運，通常需要影像輔助定位
2. 頂升 影片參考
   AGV移動到載具 (通常是貨架) 下方，利用機構頂起後移動到目的地放置，一般載具沒有輪子，僅由AGV運送，AGV到載具下方時也會有二次定位，如載具會人搬移的話，則要有輔助定位的機構，避免位置誤差太大
3. Roller 滾筒 影片參考
4. Karakuri 參考1 參考2 影片參考1 影片參考2
   利用巧妙的機關機構進行力的轉移，僅依靠AGV自身電力也能自動對接
5. 拖曳式 影片參考
   將載具和AGV本身固定在一起，隨著AGV一起移動，允許拖曳重量會比直AGV負重還高一些，此時AGV的避障安全距離需要配合載具調整，避免出現碰撞情況

系統整合

為了實現自動化控制，需要將AGV本身或者車隊管理系統與廠內的MES、WMS等等系統進行整合，目的都是讓客戶從自身系統下指令對車子進行控制和取得運行狀態，某些以專案行式合作的廠商，這部分可能不會提供或者僅提供最基礎的，需要加功能時，就包在專案內。

以下是筆者有接觸過的整合方式，實際上有可能單一種，也有可能同時支援多種

• Web API
  呼叫後取得回應，缺點是取得狀態時需要使用輪巡的方式，會有時間差
• Socket, e.g. telnet, websocket
  連線後，即可隨時下指令和取得狀態，但以文字傳輸為主，需按照文件編寫程式解析對應的字串
• Message Queue, e.g. MQTT, RabbitMQ
  類似Socket，可即時接收到訊息，並且可多個client連線同步接收

環境限制

在不適當的環境導入AGV，不只沒有運作效率，還可能因為各種異常排除忙不完，演變成一場災難，這邊列舉一些需要注意的環境狀況。

• 場域空間
  若原本人員作業空間就已經不寬敞的話，多了一台AGV想必是更加擁擠，不僅人不順，車也沒辦法發揮效用
• 現有載具
  某些自動對接設備需要使用規格化的載具或料箱，最好的方式是在規劃時就一併考慮進來，等到運作後，更換載具也是導入的成本之一
• 地面平整度
  由於大部分的AGV動力輪都以2輪為主，因此遇到超出規格的凹陷或突起，可能會造成行走方向外斜
• 地面摩擦力
  需注意現場環境是否會有粉塵或者一些溶劑會造成地板模叉力過低，會導致動力輪打滑，造成行走方向外斜，SLAM的話更會造成認知位置與實際位置不同而迷失
• 網路環境
  需考慮現場網路頻段是否會有干擾問題，可否讓AGV使用獨立網路，有的AGV會使用其他感測網路，也需要注意頻段是否會和現場既有設備干擾