AGV 搬运小车路径规划：从地图构建到路径决策的技术全解析

在现代物流和工业自动化领域，自动导引车（AGV）已成为一项核心技术。这些自主导航车辆在简化物料搬运流程、提高效率和减少人为错误方面发挥着至关重要的作用。它们能够在没有人工驾驶的情况下完成物料搬运，而其中的关键技术之一就是 路径规划。那么，AGV搬运小车是如何实现路径规划的？

什么是AGV路径规划？

简单来说，路径规划就是为AGV小车在存在障碍物（货架、工作站、其他AGV）的工作环境中，寻找一条从起点（A点）到目标点（B点）的最优或无碰撞的路径。有效的路径规划确保 AGV 能够与周围环境和谐运行，最大限度地提高吞吐量并减少停机时间。

它的重要性不言而喻：

1.提升效率：最优路径意味着更短的作业时间，更高的吞吐量。

2.保障安全：避免AGV之间、AGV与人或设备之间的碰撞，确保人、机、货的安全。。

3.降低成本：减少不必要的行驶里程，节约电能损耗，延长设备寿命。

4.系统协同：让多台AGV作为一个整体协同工作，保证整个系统流畅运行。

AGV搬运小车路径规划的主要方式 

路径规划并非一步到位，它通常是一个多层次、动态的决策过程。

1.基于固定轨迹的路径规划 

采用磁条、二维码或电磁轨迹作为导航方式。 

优点：稳定、可靠，适合布局固定的工厂与仓库。 

缺点：灵活性不足，路径变更需要重新铺设轨道。 

2.基于地图导航的路径规划 

借助激光雷达（LiDAR）、视觉SLAM等技术，AGV可以在环境中构建地图并实时定位。 

优点：灵活度高，适应动态环境，可实现无轨导航。 

缺点：对计算能力和传感器精度要求高，成本相对较高。 

3.全局路径规划 

这是在任务开始前进行的顶层设计。系统基于已知的、静态的全局地图（包括所有固定障碍物区域），为AGV计算出一条理论上的最优路径。在整个工厂或仓库的地图上，AGV系统预先计算出从起点到终点的全局最优路径。 

常用算法：A*算法 (A-Star Algorithm)、Dijkstra算法、快速随机扩展树算法 (RRT)

特点：路径规划最优，适合大规模任务分配。 

4.局部路径规划 

在运行过程中实时调整，避开突然出现的障碍物或动态干扰。 

在实际运行中，总会遇到全局地图中没有的动态障碍物，比如突然出现的工人、临时放置的托盘、或者其他正在移动的AGV。这时就需要局部规划。

常见方法：人工势场法、动态窗口法。

特点：提高安全性与适应性，但路径可能不是全局最优。 

AGV路径规划的实施步骤

一个完整的路径规划过程通常是全局和局部规划的结合，具体步骤如下：

1.需求分析：WMS/MES下发任务，确定起点、终点、载重等。

2.环境建模：通过SLAM技术构建工作环境的二维或三维地图，并在地图中标注出障碍区、可行驶区、充电站、工作台等关键点。

3.全局路径计算：调度系统基于算法，在地图上为AGV计算出一条理论最优路径。

4.交通管理：系统会检查该路径是否会与其他AGV的规划路径冲突，必要时进行协调（如让某台AGV在节点稍作等待），或重新规划路径。

5.路径下发：将规划好的路径下发给AGV。

6.局部实时避障：AGV沿路径行驶，传感器持续扫描环境。一旦发现障碍物，立即进行避障或绕行。

7.任务执行与反馈：AGV到达目标点，完成任务，并向系统反馈状态。

哪些因素会影响路径规划？

1.环境复杂度：仓库的货架、通道宽度、叉取点位置都会影响路径。 

2.任务调度：多个AGV同时运行时，需要避免拥堵。 

3.安全性：在人机混合作业的区域，安全性的权重必须设为最高，确保人机共存环境下的安全运行。 

4.效率优化：尽量减少空驶率和能耗，提升物流整体效率。 

实际应用案例

AGV 路径规划技术的应用范围广泛。例如，AiTEN Robotics（海豚之星）无人叉车通过激光SLAM导航与AI智能算法技术，实现了在汽车零部件、食品加工等场景中的柔性搬运。该系统不仅能自动选择最优路线，还能在多车运行时进行智能避让与路径优化，显著提升仓储和生产效率。

在制造工厂中，AGV 通常用于在不同工作站之间运输原材料、在制品和成品。通过使用先进的路径规划算法，AGV 可以在复杂的工厂布局中导航，避开障碍物和其他 AGV，及时高效地运送材料和产品。

在物流和仓储行业，AGV 在库存管理、订单履行和运输中发挥着至关重要的作用。AGV 可以编程为在仓库中导航、拾取和运送货物托盘，甚至装卸货物。通过优化路径规划，AGV 可以在仓库中高效移动，减少不必要的行驶，提高订单处理速度。

结论

AGV搬运小车的路径规划是物流自动化的核心环节，从固定轨迹到智能导航，从全局规划到实时避障，不同的技术选择决定了系统的适用场景和效率水平。随着人工智能和传感器技术的不断发展，AGV的路径规划将更加智能化，为工厂和仓库的自动化升级提供坚实支撑。

选择合适的路径规划方案，需要综合考虑业务场景的灵活性要求、环境复杂度以及投资预算。理解其背后的原理，将有助于企业更好地设计和引入AGV系统，真正释放智能物流的潜能。