軟硬兼具打造AGV智慧風貌 SICK完整技術支援縮短開發時程
- 劉中興／台北
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全球產業環境日益嚴苛，導入先進科技提升效能、降低成本，被製造業視為強化競爭力的重要營運策略，整合感測與運算等軟硬體技術的AGV，則成為製造、物流業者打造智慧場域的關鍵系統。工業感測大廠台灣西克產品經理陳宗翰指出，AGV的運作需要精準定位並判斷行進路徑，因此對感測技術的倚賴相當深，他提醒設備及系統業者選擇感測器時，除了產品規格之外，還須注重廠商的整合能力與相關技術服務，方能順利開發出符合客戶場域需求的AGV。
AGV在製造與物流場域的應用已久，早期是以磁軌、磁帶作為路徑導引，雖然精準快速但缺乏彈性，難以因應場域變化調整，近年科技進展快速，再感測器、高階處理器與SLAM (simultaneous localization and mapping,同步定位與地圖構建)等軟硬體的整合下，AGV的行進路線更靈活、穩定，應用觸角也快速延伸，例如結合機械手臂的AMR，就可提升製造場域的智慧化程度，與紫外線整合的機器人，則可執行醫療院所的消毒工作，另外像是疫情期間為隔離者送餐、飯店的旅客行李運送等，各類創意發想相當多。
應用觸角雖然廣泛，但AGV要在實際場域落地使用，除了成本與效益要達到業者能接受的甜蜜點之外，安全性也須達到一定程度，要達到此要求，感測器將是關鍵。陳宗翰接著指出，感測技術發展多年，他坦言市場上各家廠商的產品規格相近，如果單只從硬體元件來看差異有限，然而AGV的智慧化來自軟硬體整合，在此態勢下，如果感測業者未能提供完善的技術支援，對產品的開發時程與可用性將有巨大影響。
他先從感測器分析，AGV過去的主流感測器是2D影像感測器，此技術雖然技術成熟、價格便宜，但因只有2D平面顯示，無法判斷路面與障礙物的立體影像，因此後來此任務被LiDAR(光達)與3D取代，目前LiDAR是偵測路徑環境主流，3D影像感測器的精準度非常高，雖然大量點雲對現在的運算處理器仍是沉重負擔，但在科技快速進展下，此問題將被克服，未來發展潛力雄厚。
AGV定位導航過去以磁軌、色帶或是Barcode為主流。因後續維護的成本，許多廠商將其車輛由RGV轉成AGV，即是透過SLAM做定位及導航。一直以來，SLAM都是以2D LiDAR的掃描輪廓為定位依據，但由於視野僅限於單一平面，相對複雜的場域內通常都需要多個2D LiDAR以同時達到導航及避障(1~2顆能找到穩定平面的光達作為定位使用，再依據車子行走路線在車上裝上1至多顆的避障用LiDAR)。現在已經慢慢有廠商開始在嘗試使用3D SLAM，意指透過3D LiDAR或是3D相機作為主要感測器，同時可以定位導航甚至物件分析作為避障或執行特定任務的依據。由於3D資料量遠遠大於2D，在運算能力與演算法最佳化取得平衡點是重大的挑戰。但相信在不久的未來，因科技的日新月異這些困難都會一一的被克服，3D的定位導航應該會成為未來的趨勢。
除了影像感測器與LiDAR之外，AGV內部還需要RFID、2D條碼讀寫器、Beacon接收器等感測元件，SICK作為工業感測器大廠，旗下豐富的產品線可提供AGV客戶完整解決方案。不過就如前文所敘，在AGV應用中，硬體產品僅是基本條件，軟硬整合的技術支援才能為客戶創造更高價值，對此需求，SICK已有完善布局。
陳宗翰以該公司近期推出的定位導航系統LiDAR-LOC 2為例，此方案的重複精度小於+/-10mm，可依場域狀況評估需求，整合虛擬線導引和輪廓定位，並且不易受到環境輪廓變化影響在動態環境中運行， LiDAR定位系統也能快速擴充虛擬線及虛擬觸發點，在此同時，為了讓場域業者保障既有投資，SICK特別設計出擴充功能，讓LiDAR-LOC可相容於磁軌、磁帶型的AGV，協助業者循序漸進升級系統。透過上述特色，業者可輕鬆開發出AGV的各種智慧應用，例如與AI機器學習演算法結合，讓AGV可以主動偵測行駛環境狀況，在遇到障礙前主動反應，解決過去被動告知模式的應對遲緩問題。例如於AGV一般行駛狀況，可以單純透過虛擬線的偏差值資訊做導航，而遇到障礙物時可以透過LiDAR的raw data及LiDAR-LOC 2的定位資訊做安全且有效率的避障。LiDAR-LOC 2可以大量減少硬體及整合成本，讓開發及整合人員專注於終端使用者的客製化需求。
近幾年AGV市場需求快速浮現，對此陳宗翰提醒，不同產業的AGV需求差異極大，設備與系統業者在投入發展時，須找到可提供完整技術支援的合作夥伴，SICK深耕工業感測器多年，軟硬兩端均有強大的技術能量，近期更針對AGV推出專屬解決方案與技術支援，藉由SICK的協助，業者將可快速完成開發，並確保AGV在場域的可用性，從而掌握龐大的智慧化商機。
