1．目的及意义

随着中国与德国签署《中德合作行动纲要》，标志着渊源已久的中德合作进入新时代。早在2013年，作为世界制造业最发达的国家之一的德国就提出了“工业4.0”的概念，目的是在于利用信息化的技术促进产业变革，其现实基础之一，就是“智能物流”，而AGV作为运输系统，是整个自动化及智能化物流系统中最基础也是最关键的一环；同样地，为提高竞争力，中国在2015年5月提出《中国制造2025》，旨在抢占工业转型的先机，全面推进“制造”向“智造”的转变，实现“机器换人”战略目标，作为移动机器人的AGV的发展自然也是重中之重，在工业、服务业、军事等多个领域得到广泛应用。无论国内外，AGV已成为研究领域的热点。

在AGV系统的构架中，其核心技术之一在于定位与导航技术，通过激光、惯性、电磁、视觉等导航技术使得车辆通过传感器收集得到的环境与自身的数据，计算出车辆当前的位姿进行路径规划，指挥车辆前进。本次设计将针对仓库及车间环境下的无人物流车的定位与导航系统进行设计，保证无人物流车实现精准停车、位姿调整、路径规划等功能，达到无人物流车的使用要求。

2.国内外研究现状

AGV是Automated Guided Vehicle的缩写，即“自动导引运输车”。是一种基于电磁、光学、视觉等引导装置，能够实现自主规划路径及行驶，具有安全保护及各种移载功能的运输车。与传统的运输设备相比，AGV具有智能化程度和效率较高、适应力强、安全性高、节省人工成本等优点，由于无需预先铺设轨道、支架等固定装置，受场地、道路、空间限制较小，是实现柔性生产制造的重要途径，为高效率、经济、灵活的无人生产创造了条件。

2.1 AGV发展历史

国外AGV的发展历史比国内要悠久。在国外，最早用于运输的有轨导引AGV于1913年被美国福特公司用于汽车底盘运输。在之后的40年间，英国的AGV实现快速发展并于电磁导航技术率先突破，在1955年投入实际生产。20世纪后期，由于各大物流公司统一了托盘的尺寸和结构标准，使得AGV迎来了飞速发展。1973年，瑞典沃尔沃汽车公司开发了计算机调度控制系统，使AGV应用于各种生产装配线上。1982年，德国生产了世界首台无人驾驶叉车。80年代后期，已经有上万台上万台AGV在欧美、日本运行。90年代，瑞典NDA公司研制了激光导引AGV，比利时Egmin公司也将激光与惯性导航技术相结合。

随着时代的发展，AGV技术越来越成熟。全球最大的网络零售商亚马逊，在亚利桑那州的凤凰城建立的物流中心有28个足球场那么大，在整个仓储系统都能看到AGV的身影。通过斥资7.75亿美元从Kivasystems公司收购的技术，亚马逊完成了一款基于二维码导航的仓储机器人。加拿大的一家机器人公司Clearpath’s研发的激光导航机器人OTTO具有动态避障功能，能够灵活运用于动态环境中。

我国的AGV技术起步较晚，但由于近年来“中国制造2025”战略的实施，发展十分迅速。1976年，北京起重运输机械研究所设计研发了国内首台电磁引导AGV，从此开启了我国AGV领域的新时代。在我国高等院校及研究所中，北京邮政科学规划院完成了第一台无线电通信AGV。中科院沈阳自动化研究所研发的一种实用型AGV大大提高了生产效率。90年代吉林大学研制的AGV-JUTIV系列是视觉导航技术应用于汽车装配行业的成功案例，清华大学也研制出一款用于邮政中心的AGV。而在国内企业中，沈阳新松、昆明昆船、北京机科、今天国际、合肥柯金等一批企业对AGV都有较好的研究，其中包括很多关键技术，例如路径识别与路径规划等。在各种政策护航和物流业迅速发展的保障与刺激下，2014年比2013年AGV销量增长29.15%，2016年同比增长51.16%，，2013-2016年的复合增长率为38.64%。2017年AGV机器人销量达12900台，2018年在18000台左右。

2.2 AGV定位与导航技术概况