1.1.目的及意义

本课题是为AGV小车的户外智能导航系统设计传感器系统。自动引导小车（AGV）是集机械、电子、控制、计算机、人工智能等技术于一体的自动化装备。AGV 是工业移动机器人的一种，因其具备优越的避障和自动导引等功能，可以实现无人驾驶，因此可以代替人类工作在很多不适宜人类工作或者人类无法工作的环境中。AGV 小车智能化程度高，不会疲劳，不怕危险，定位准确，不仅可以大幅降低企业人力成本，也可使员工远离危险的工作岗位，从事更具人性化的工作，对提高工作效率和企业管理水平有着显著的作用。

1.2.现状分析

1.2.1 AGV小车概述

AGV 即自动导引小车，是一种装备有自动导引装置的无人驾驶运输系统，它能够在导引装置的引导下按照预定的路径行驶作业，一般以可充电的工业蓄电池为主要动力来源。AGV 通常被称为移动机器人，但它不具备人形，而更像一辆车，可以根据现场作业环境，设计和制作 AGV 的具体结构和外形，同时可以根据作业要求的不同，在 AGV 小车的车身上添加一些作业执行机构，如机械手、滚筒、大平台等，扩展其自身的功能，从而达到作业要求。AGV 小车的主要功能是在计算机和无线局域网的控制与监控下，接受导引装置的引导从而沿着规划好的路径运行并完成作业。由于 AGV 小车能实现无人驾驶，且具有柔性化好、自动化程度高等优点，它已经在仓储物流领域以及柔性化制造系统中得到了广泛的应用。

1. AGV常用的导引方式

根据导引原理的不同，可分为固定路径导引方式和自由路径导引方式。固定路径导引方式是在 AGV 小车运行路线上设置导向的信息媒介，AGV小车行驶时，利用车上安装的导向探测器检测导向信息（如磁场强度、光强度），并对信息进行运算处理后使 AGV 沿着规定的路径行驶的导引方式；自由路径导航方式并没有对 AGV预先设定路径，而是在 AGV 工作时，在起点和作业点之间通过优化运算计算出最优路径后，AGV 在控制系统的控制下按照最优路径行驶完成作业。

根据本课题研究对象的条件，在户外环境下使用自由路径导引方式，以下介绍几种AGV常用的导引方式。

1. 惯性导航

惯性导航与其他类型的导航方式的根本不同之处就在于其导航原理是建立在牛顿力学定律（又称惯性定律）的基础上的，“惯性导航”也因此而得名。惯性导航主要是依靠陀螺仪来实现的。将陀螺仪安装在 AGV 上，AGV 在行驶过程中综合计算陀螺仪供给的角速度信号和测距编码器供给的距离信号，同时接收地面上的定位模块所提供的实时校正信号而实现自导引。惯性导航方式动态性能好，短期精度高，但其固有的缺陷是：随着时间的推移，导航定位的误差会不断积累而扩大，另外，这种导航方式成本也非常高。