叉车型AGV通过集成多种传感器,如激光雷达、超声波、红外、摄像头等,构建了一个多层次的感知系统,实现高效、精准的导航、避障和货物搬运。以下是其协同工作的核心机制:
传感器类型 | 核心功能 | 应用场景 |
---|---|---|
激光雷达 | 高精度环境建模、障碍物检测 | 全局定位、动态避障 |
超声波传感器 | 短距离障碍物检测 | 狭窄通道、低矮障碍物识别 |
红外传感器 | 近距离避障、紧急制动触发 | 突发障碍物响应 |
摄像头 | 货物识别、二维码/反光标识解析 | 货架定位、货物对准 |
光电编码器 | 行驶距离与速度监测 | 运动控制闭环反馈 |
环境感知层
激光雷达+摄像头:通过SLAM(同步定位与地图构建)技术生成高精度3D地图,识别货架、通道等固定设施。
超声波+红外传感器:实时监测0.5-5米内的障碍物(如临时堆放的货物或人员),数据刷新频率达50Hz。
定位与导航层
融合定位:结合磁条/二维码(绝对定位)与激光雷达里程计(相对定位),定位精度达±5cm。
路径规划:采用A*算法生成全局最优路径,动态窗口法(DWA)实时调整局部轨迹,规避动态障碍物。
避障与决策层
一级避障:红外传感器检测到30cm内障碍物时,立即触发紧急制动(响应时间<50ms)。
二级避障:超声波传感器检测到50cm-2米障碍物时,调整行驶速度并绕行。
三级避障:激光雷达检测到2米外障碍物时,提前规划新路径。
分级响应:
货物操作层
视觉辅助对准:摄像头识别托盘特征点,引导货叉水平位移(精度±2mm)。
力觉反馈:在货叉接触货物时,压力传感器调整插入力度,防止货物倾倒。
人机共存环境:
激光雷达识别人员移动轨迹,预测未来3秒位置,AGV主动减速并保持1米安全距离。
红外传感器检测到人员突然闯入时,立即停止并触发声光报警。
狭窄通道作业:
超声波传感器扫描两侧货架,确保通道宽度>80cm时通行。
若检测到货架变形导致宽度<75cm,AGV切换至蟹行模式,通过横向位移通过。
高精度堆垛:
激光测距传感器测量货叉与货架横梁距离,控制升降误差<±2mm。
光电编码器监测车轮打滑,动态补偿位移偏差。
冗余设计:任一传感器故障时,系统可自动切换至备用方案(如激光雷达失效时,改用视觉里程计定位)。
数据融合:通过卡尔曼滤波算法整合多源数据,定位精度提升40%,避障响应时间缩短至300ms以内。
自适应学习:通过强化学习优化传感器参数,在不同环境(如潮湿地面、强光干扰)下保持性能稳定。
这种多传感器协同机制使叉车型AGV在物流仓库、生产车间等复杂场景中,实现24小时无故障运行,搬运效率提升30%-50%。