工业系统中的无人驾驶

     不知道谷歌的无人驾驶汽车还要走多久，才能来到消费者身边。也不知道，究竟是这两无人驾驶的自行车能先进入市场，还是遥遥无期的无人驾驶汽车呢。不管怎样，随着越来越多厂商的加入，无人驾驶势必要成为交通领域下一个战场。那么，还是先普及一下基础，分享下无人驾驶技术最基本的原理和实现方法。


1. 无人驾驶运输系统应用情景
        早在多年以前人们就已经开始在工业设备上使用无人驾驶运输工具或无人驾驶运输系统，实现了长距离物资投送，使物资流通更加灵活。无人驾驶运输系统主要应用于内部物流运输，其应用不局限于工业设备，也包括医院自动化。
        无人驾驶运输工具（FTF）是独立的搬运设备，但可以将这些独立的搬运设备通过中央系统联网控制起来成为无人驾驶运输系统（FTS），其任务是管理任务分配。
        无人驾驶运输系统中的运输工具多种多样。小型无人驾驶运输系统搬运工具可以在设备内部运送小型容器。有了大量的由中央计算机控制的无人驾驶运输工具，运输将会变得更灵活、快速。大型的搬运工具可以运用于飞机与纸张生产，它可以载重数吨。此外，无人驾驶运输系统不仅能完成平地作业，也能将重物高举安放至指定货架上。
 
2.模型多样化与系统内部整合
        无人驾驶运输系统的广泛应用性也体现在其多种多样的运输工具上。大多数生产厂家是以运输工具的载重量等级为依据划分的，然而，也会根据客户的要求生产特定型号，每个特定型号都有不同的安装结构。运输工具的这种多样性和可定制化首先体现在其驱动系统，依据不同的装备，其驱动系统可以是类似于汽车的3轮或4轮驱动，也可以是全方位转向/牵引驱动或是麦克纳姆轮驱动。而在运输工具中所需的传感器及车身也可以因所服务设备不同而进行专门化定制。在动力供给方面，运输工具可以使用可充电电池或电容器，这种电容器可以定期在充电站进行充电。而激光扫描系统的运用可以防止运输工具在搬运货物的过程中发生碰撞。
        相比特殊运输工具的生产，一些生产商也提供对叉车进行的升级改造，使得其能够自动运行。 3.导航技术
        导航技术是无人驾驶运输系统的核心技术之一。依据不同的用途，其使用的导航系统也各不相同，分为：线路导航、光栅导航和激光导航三种。

        线路导航：依据所需执行的任务不同，线路导航可以是光线路导航，磁线路导航或电感线路导航，其所用传感器也不尽相同（如摄像机、霍尔传感器或天线）。线路导航通过外部的基准标记如无线射频识别标签或光栅来定位或探知机器位置。
        优点：应用广泛、使用方便、可靠性强（经过了长期的测试）、组件价格低廉且性能稳定。
        缺点：使用和维护（如安装、调整、导航线路修理等）费用高昂、机动性和灵活性较差。
        光栅导航：是指在地下每隔一段距离嵌入磁感应点或无线射频识别标签，通过相应的传感器，运输工具可以接收到这些点的信号。一旦运输工具检测到信号，控制系统便会自动计算纠正运输工具的位置偏差，发出正确指令。然而，这必须以运输工具 能检测到信号点并且能够有效进行测距，设计校正无人驾驶运输系统线路为前提。可以使用一些附加传感器（如陀螺仪）辅助测距。如果光栅导航里的光栅从一维扩展至二维（平面或光栅），那么无人驾驶运输系统的运行线路还可以得到进一步扩大。
        优点：应用广泛、组件价格低廉。光栅导航晶格可以在使用时升级，并且易于调整，尤其是平面光栅在行车路线方面的灵活性高于线路导航。
        缺点：控制管理费用相对高昂，且识别标签的使用使得导航费用过高。
        激光导航：反射标志安装于墙壁或货架上（路线导航和光栅导航反射标志安装在运输工具运行线路上）。激光导航在测距时使用的是激光扫描仪，在每一个计算单元会运用三角计算方式算出无人驾驶运输系统的位置，然后在此基础上对测距进行校正。当然，相应的控制结构是实现上述导航方式的基础。激光导航中的行进线路也是虚拟的，因此在此内导航里，在不对运输工具运行环境做过多改变的基础上，可以很容易地添加或调整运输工具运行线路（前提是运行环境里已经安装有反射装置）。
        优点：可以在全球范围内获取运输工具的位置信息，后期线路改变的花费也相应较低。
        缺点：费用高：反射装置安装与调试阶段会产生相应的人工成本，并且传感器以及处理器的价格昂贵，所以具体分摊到每一台无人驾驶运输工具上面的花费也就高于线路导航与光栅导航。