文/新戰略機器人全媒體 彭晴
人物介紹
艾長(cháng)勝，濟南大學(xué)機械電子工程系，工學(xué)博士，教授，研究生導師；美國Prairie View A&M大學(xué)客座教授；兼任濟南大學(xué)泉城學(xué)院工學(xué)院院長(cháng)；濟大博陽(yáng)搬運機器人研究所所長(cháng)。主要從事測試計量技術(shù)及儀器、嵌入式計算機測控系統研發(fā)、機器人技術(shù)應用領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作。主持完成省部級課題及企業(yè)委托科研項目20余項，發(fā)表文100余篇，專(zhuān)利成果30余項。
8月1日，由中國移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)（AGV）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟牽頭組織制定的五項團體標準正式開(kāi)始實(shí)施，聯(lián)盟專(zhuān)家、標委會(huì )委員艾長(cháng)勝教授在此次標準制定過(guò)程中從學(xué)術(shù)屆的角度給出了中肯建議。在聯(lián)盟標準推向市場(chǎng)之際，新戰略機器人全媒體特別采訪(fǎng)了艾長(cháng)勝教授，傾聽(tīng)了他對行業(yè)的看法以及標準制定的意義。
兼顧多樣需求——團體標準制定的難點(diǎn)
在談及標準制定時(shí)，艾長(cháng)勝表示“由于A(yíng)GV產(chǎn)品的多樣性需求，面向不同的行業(yè)場(chǎng)景需要定制化設計，同時(shí)行業(yè)發(fā)展并不均衡，有AGV的幾大骨干企業(yè)，也有初創(chuàng )型企業(yè)，再加上AGV技術(shù)的復合型（機型、載重-驅動(dòng)-導航-移載）、時(shí)變性（需求及技術(shù)發(fā)展快）等特點(diǎn)，要想同時(shí)兼顧多方面的需求，制定出符合行業(yè)實(shí)際情況又能規范和指導行業(yè)發(fā)展的標準是有一定難度的。”
盡管團體標準的制定并不容易，但是艾長(cháng)勝認為標準的成功出臺對于行業(yè)來(lái)說(shuō)意義匪淺，“標準對行業(yè)發(fā)展具有規范、指導、引領(lǐng)作用，對主機廠(chǎng)和供應商來(lái)講，有利于行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，接口標準化、功能模塊化、分工專(zhuān)業(yè)化，有利于規?；a(chǎn)，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平。對用戶(hù)來(lái)講，有利于產(chǎn)品選型、使用、維護。從技術(shù)開(kāi)發(fā)的角度看，系統完備的行業(yè)標準，便于行業(yè)技術(shù)人員交流、合作、提高。”艾長(cháng)勝表示，統一的術(shù)語(yǔ)、通用技術(shù)條件、設計通則、安全規范及檢測規范五項標準出臺，為行業(yè)企業(yè)提供了全面的技術(shù)支撐，而聯(lián)盟在宣貫標準、執行標準、認證標準中，將發(fā)揮重要作用。
多傳感器融合+人工智能——AGV技術(shù)發(fā)展趨勢
艾長(cháng)勝認為，標準的出臺將會(huì )促進(jìn)行業(yè)更加良性的發(fā)展，而作為高校教授，站在學(xué)術(shù)角度，艾長(cháng)勝對當前AGV技術(shù)發(fā)展現狀和未來(lái)趨勢也做了一些解讀。
他認為，當前國內AGV骨干企業(yè)已從技術(shù)引進(jìn)消化吸收階段進(jìn)入自主研發(fā)創(chuàng )新發(fā)展階段，一些新興企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)也形成一定的優(yōu)勢特色。“從傳統主流的磁帶導航、磁釘導航方式，拓展到激光有反定位導航、SLAM自然導航、高精度GNSS導航，定位導航技術(shù)方法在一定程度上決定了AGV技術(shù)的應用水平。”
艾長(cháng)勝表示，從無(wú)人駕駛技術(shù)角度來(lái)看，AGV是一種非道路低速無(wú)人駕駛車(chē)輛，包括感知、決策與執行三部分，需要解決車(chē)在哪里（定位）、到哪去（路徑規劃）、怎么去（運動(dòng)控制）的問(wèn)題，而定位是AGV導航控制的基礎，定位方式上可分為三類(lèi)。第一類(lèi)，基站定位，利用全球導航衛星系統GNSS、超寬帶UWB獲得移動(dòng)站的位置和方位；第二類(lèi)，航跡推算，依靠慣性導航INS定位，根據上一時(shí)刻的位姿推斷當前的位姿；第三類(lèi)是環(huán)境特征匹配，基于Lidar、Camera的定位，用觀(guān)測到的特征與地圖進(jìn)行匹配，得到當前的位姿。
“事實(shí)上，每種定位方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)多源傳感器融合取長(cháng)補短是發(fā)展之路?；赗TK的高精度衛星導航定位GNSS 與慣性導航系統INS深度組合，可實(shí)時(shí)提供厘米級精度定位，室內外融合定位算法可滿(mǎn)足復雜環(huán)境下AGV作業(yè)要求，多元融合定位可以與高精地圖配合得到精確定位，還可以通過(guò)邊緣計算、5G通訊和云服務(wù)動(dòng)態(tài)更新管理環(huán)境地圖，提高AGV的環(huán)境適應性和穩定可靠性。”
未來(lái)除了多傳感器融合趨勢，艾長(cháng)勝還認為人工智能AI技術(shù)將為AGV動(dòng)態(tài)調度管理、實(shí)時(shí)路徑規劃、軌跡跟蹤駕駛帶來(lái)新的創(chuàng )新方法。而AGV底盤(pán)的動(dòng)力、轉向、制動(dòng)及輔助功能單元的線(xiàn)控化（CAN、LIN、FlexRay等），將便于模塊化、標準化，可簡(jiǎn)化布線(xiàn)提高系統的可靠性和易維護性。
產(chǎn)學(xué)研合作——有助于初創(chuàng )企業(yè)市場(chǎng)化落地
技術(shù)發(fā)展之外，艾長(cháng)勝還提到了他對目前AGV應用領(lǐng)域拓展的看法，“當前AGV的應用以室內應用為主，室外場(chǎng)景、大型重載等應用領(lǐng)域需要拓展，搬運、裝配、巡檢、服務(wù)作業(yè)等細分市場(chǎng)還需要深度開(kāi)發(fā)，工業(yè)機器人+移動(dòng)機器人AGV的復合型機器人，農業(yè)、牧業(yè)AGV機器人的藍海市場(chǎng)有待開(kāi)發(fā)。”
而針對農業(yè)、牧業(yè)AGV應用藍海，艾長(cháng)勝所在的濟南大學(xué)測控技術(shù)研究所團隊在山東省農機局的資助下，開(kāi)發(fā)了履帶式和輪式兩種農用植保AGV，采用GPS全局路徑規劃與壟行激光導引相結合，用于果園打藥施肥，實(shí)現人藥隔離自主作業(yè)。據艾長(cháng)勝介紹，濟南大學(xué)測控技術(shù)研究所團隊在相關(guān)開(kāi)展AGV技術(shù)方向研究已近十年，在機電一體化技術(shù)應用開(kāi)發(fā)及機器人研究方面形成了專(zhuān)業(yè)特色和一定的技術(shù)優(yōu)勢，且成果豐碩。
“針對機器人驅動(dòng)系統、AGV定位導航技術(shù)、路徑規劃、運動(dòng)控制、基于CPS網(wǎng)絡(luò )結構的調度管理等方面我們開(kāi)展了大量的研究工作。目前已經(jīng)為企業(yè)開(kāi)發(fā)了“基于CAN總線(xiàn)的磁導慣導一體化AGV開(kāi)發(fā)平臺”、“焊機自動(dòng)搬運AGV及倉庫管理系統”、“基于多軸運動(dòng)控制器的全向移動(dòng)搬運機器人平臺”、“雙激光全景建圖定位重載AGV控制系統” 、戶(hù)外環(huán)境“高精度GNSS差分定位導航系統”、室內外環(huán)境下“組合導航雙橋雙轉向重載AGV控制”、基于MQTT構建物聯(lián)網(wǎng) OpenTCS調度管理系統等。”
事實(shí)上，高校的科技成果一直都是AGV行業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的重要推進(jìn)力之一，近幾年行業(yè)也出現了不少高校孵化的AGV創(chuàng )業(yè)公司，而高校出身的創(chuàng )企如何找到適合自身的市場(chǎng)化之路，艾長(cháng)勝也談了談他的看法。
“我認為，科技成果轉化，要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)定位、研發(fā)、設計、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)等環(huán)節，需要有人、財、物的基礎，學(xué)院派AGV創(chuàng )企在人才技術(shù)方面具有一定的優(yōu)勢，是產(chǎn)品的核心競爭力，在產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)化過(guò)程中，需要通過(guò)合作創(chuàng )造落地條件，例如濟南大學(xué)的校企合作項目主要有3種形式，合作開(kāi)發(fā)、委托開(kāi)發(fā)、以及技術(shù)轉讓?zhuān)a(chǎn)學(xué)研合作，可以?xún)?yōu)勢互補，不失為初創(chuàng )企業(yè)探索的一種方式。”
