2020年AGV行业趋势预测 视觉导航将迎来爆发？

文/新战略机器人全媒体 黄满婷

从技术发展的角度与终端用户的需求来看，作为AGV行业新兴的导航方式，视觉导航被业界众多人士认为将会是未来AGV行业的主流，有望在2020年成为突围黑马。以视觉导航AGV代表企业未来机器人为例，其仅用三年时间就实现了逾5000万元的工业无人车辆销售，备受瞩目。

导航方式	优势	缺点
磁条导航	AGV定位精确，路径的铺设、变更或扩充相对电磁导航较容易，成本较低	小车只能按磁条行走，不能实时更改任务，且磁条容易破损，需定期维护。
二维码导航	定位精确，小巧灵活，铺设改变路径也较为容易，便于控制通讯，对声光无干扰。	路径需要定期维护，如场地复杂，则需要频繁更换二维码。
激光导航	技术成熟，能够灵活规划路径，定位精度高，行驶路径灵活多变，施工较为方便。	制作成本及价格相对较高，探测范围有限制，主要被应用在室内环境；地图缺乏语义信息，限制了复杂环境下的可拓展性应用。
视觉导航	无传感器探测距离限制，路径规划灵活，定位精度高，施工方便，室内外环境下均能开展工作，成本低，地图可提取语义信息，复杂环境中的复用性高。	对光的依赖程度高，在暗处或者一些无纹理区域需要借助辅助传感器。

视觉导航与各种导航方式优缺点对比

视觉导航的基本种类及特性

以传感器而论，视觉的SLAM方案目前主要有3种实现路径：基于RGBD的深度摄像机，比如Kinect/Kinect V2、Xtion等；基于单目（鱼眼）摄像头；基于双目（或多目）摄像头。就实现难度而言，大致排序为：单目视觉>双目视觉>RGBD。

单目相机SLAM简称MonoSLAM，即只用一支摄像头就可以完成SLAM。这样做的好处是传感器特别简单、成本特别低，所以单目SLAM非常受研究者关注。相比别的视觉传感器，单目相机无需获取环境的绝对深度，因此单目SLAM不受环境大小的影响，既可以用于室内，又可以用于室外。

相比于单目，双目（多目）相机通过多个相机之间的基线，估计空间点的位置，在运动、静置时均可估计环境深度。与单目不同的是，双目（多目）相机配置与标定均较为复杂，其深度量程受双目的基线与分辨率限制，因此需要FPGA配合完成距离的测算。

RGBD相机是2010年左右开始兴起的一种相机，它最大的特点是可以通过红外结构光或Time-of-Flight原理，直接测出图像中各像素离相机的距离。因此，它比传统相机能够提供更丰富的信息，也不必像单目或双目那样费时费力地计算深度。不过，现在多数RGBD相机还存在测量范围窄、噪声大、视野小等诸多问题。出于量程的限制，主要用于室内SLAM。

应用视觉导航技术AGV企业的发展进程

随着工业4.0的不断推进，产业自动化、智能化升级对AGV产品提出了更高的精度要求。目前用于自动化流水线的视觉系统，定位精度可以精确到0.1mm，但基于无固定参照的纯视觉导航AGV，定位精度约为10mm，仍然有待提高。为获得更高的精度，除视觉导航以外，AGV视觉导航系统还需要结合其他传感器的辅助。

如何提高定位精度，也是相关AGV企业一直在探索的问题。2019年CEMAT亚洲国际物流展上，未来机器人视觉导航控制模块惊艳亮相，这款历时2年打造的通用模块使工业无人车辆定位与操作精度达±3mm，并在全球首个基于视觉技术的多层精准堆叠方案中完成了首秀。

“在咱们这个行业，一切有价值的技术和产品都是需要通过大量客户的需求和应用场景沉淀、挖掘，而后倒逼研发，研发成果再到客户实际需求和应用场景中验证，而后再次倒逼研发，以这样的不断迭代才能实现。如果只是做出一个实验室样机或刚部署了1-2个客户现场，距离产品放量还很远，因为你可能连客户的真实需求都还没搞懂。”未来机器人CEO李陆洋博士表示。

行业领先企业的责任是推动行业爆发拐点的出现，视觉导航在工业无人车辆领域是否能够出现爆发拐点，在李陆洋博士来看，市场需求绝不是问题，决定因素是技术和产品。“负责任的讲，到目前为止全球还没有任何一家公司的工业无人车辆产品能够完全满足客户效率、功能、成本、车型改造的需求。因此我们不会为当前的状态感到一丝欣慰，而是要在技术和产品能完全满足客户需求前，持续加大研发投入，持续深耕视觉导航技术和产品，夙夜匪懈，砥砺前行。”

现阶段视觉导航的核心优势

目前，视觉AGV产品几经迭代，稳定性和可靠性得到了极大的提升，成熟的视觉导航AGV产品具备以下三点核心优势：

1）强易用性：相对于其他导航方式，视觉导航由于能从环境中提取语义信息，因此能够适应客户在常规使用需求中的复杂场景，例如，由于长时间使用变形的货架、托盘；大比例货物的超板；短时间内激增的的搬运量；狭小空间情况下的车辆调度等。

以拥有多个业界首创的复杂场景解决方案未来机器人为例，视觉导航不但使AGV首次实现9.4米无人高位上货架作业，并结合领先行业的自适应取放货技术和实时定位纠偏技术，创造性地解决多个异形件无人搬运难题。

2）泛通用性：模块化的视觉导航技术，通过加装到工业车辆本体上轻松实现工业车辆无人化升级改造。目前以未来机器人为代表的视觉导航AGV企业的视觉导航模块已经能够适配6大品牌180多款工业车辆；

3）高性价比：视觉传感器的成本优势大幅降低了产品的造价。世界顶级工业相机供应商的产品售价约为人民币3000元，是同等级的激光传感器产品售价的10-20%。因此在终端客户投资回报周期上，视觉导航工业无人车辆相对于其他导航方式有明显的优势。

未来机器人联合创始人李陆洋博士在接受新战略机器人全媒体记者采访时表示，“现阶段未来机器人在视觉导航技术领域仍在不断深耕，近期我们与中兴通讯达成了5G战略合作框架，旨在推进5G技术与视觉工业无人车辆的结合，推动创新应用场景和方案研究的落地。2020年我们有信心让视觉与工业车辆本体的运动结合的更加完美，使产品的易用性、通用性和性价比进一步提升，推动行业拐点的出现。”