文/新戰(zhàn)略機器人全媒體 彭晴
人物介紹
艾長勝，濟南大學機械電子工程系，工學博士，教授，研究生導師；美國Prairie View A&M大學客座教授；兼任濟南大學泉城學院工學院院長；濟大博陽搬運機器人研究所所長。主要從事測試計量技術及儀器、嵌入式計算機測控系統(tǒng)研發(fā)、機器人技術應用領域的教學與科研工作。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，專利成果30余項。
8月1日，由中國移動機器人產(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始實施，聯(lián)盟專家、標委會委員艾長勝教授在此次標準制定過程中從學術屆的角度給出了中肯建議。在聯(lián)盟標準推向市場之際，新戰(zhàn)略機器人全媒體特別采訪了艾長勝教授，傾聽了他對行業(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
在談及標準制定時，艾長勝表示“由于AGV產(chǎn)品的多樣性需求，面向不同的行業(yè)場景需要定制化設計，同時行業(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技術的復合型（機型、載重-驅(qū)動-導航-移載）、時變性（需求及技術發(fā)展快）等特點，要想同時兼顧多方面的需求，制定出符合行業(yè)實際情況又能規(guī)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，但是艾長勝認為標準的成功出臺對于行業(yè)來說意義匪淺，“標準對行業(yè)發(fā)展具有規(guī)范、指導、引領作用，對主機廠和供應商來講，有利于行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，接口標準化、功能模塊化、分工專業(yè)化，有利于規(guī)模化生產(chǎn)，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務水平。對用戶來講，有利于產(chǎn)品選型、使用、維護。從技術開發(fā)的角度看，系統(tǒng)完備的行業(yè)標準，便于行業(yè)技術人員交流、合作、提高。”艾長勝表示，統(tǒng)一的術語、通用技術條件、設計通則、安全規(guī)范及檢測規(guī)范五項標準出臺，為行業(yè)企業(yè)提供了全面的技術支撐，而聯(lián)盟在宣貫標準、執(zhí)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技術發(fā)展趨勢
艾長勝認為，標準的出臺將會促進行業(yè)更加良性的發(fā)展，而作為高校教授，站在學術角度，艾長勝對當前AGV技術發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢也做了一些解讀。
他認為，當前國內(nèi)AGV骨干企業(yè)已從技術引進消化吸收階段進入自主研發(fā)創(chuàng)新發(fā)展階段，一些新興企業(yè)的產(chǎn)品技術也形成一定的優(yōu)勢特色。“從傳統(tǒng)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，定位導航技術方法在一定程度上決定了AGV技術的應用水平。”
艾長勝表示，從無人駕駛技術角度來看，AGV是一種非道路低速無人駕駛車輛，包括感知、決策與執(zhí)行三部分，需要解決車在哪里（定位）、到哪去（路徑規(guī)劃）、怎么去（運動控制）的問題，而定位是AGV導航控制的基礎，定位方式上可分為三類。第一類，基站定位，利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS、超寬帶UWB獲得移動站的位置和方位；第二類，航跡推算，依靠慣性導航INS定位，根據(jù)上一時刻的位姿推斷當前的位姿；第三類是環(huán)境特征匹配，基于Lidar、Camera的定位，用觀測到的特征與地圖進行匹配，得到當前的位姿。
“事實上，每種定位方法各有優(yōu)缺點，通過多源傳感器融合取長補短是發(fā)展之路。基于RTK的高精度衛(wèi)星導航定位GNSS 與慣性導航系統(tǒng)INS深度組合，可實時提供厘米級精度定位，室內(nèi)外融合定位算法可滿足復雜環(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，還可以通過邊緣計算、5G通訊和云服務動態(tài)更新管理環(huán)境地圖，提高AGV的環(huán)境適應性和穩(wěn)定可靠性。”
未來除了多傳感器融合趨勢，艾長勝還認為人工智能AI技術將為AGV動態(tài)調(diào)度管理、實時路徑規(guī)劃、軌跡跟蹤駕駛帶來新的創(chuàng)新方法。而AGV底盤的動力、轉向、制動及輔助功能單元的線控化（CAN、LIN、FlexRay等），將便于模塊化、標準化，可簡化布線提高系統(tǒng)的可靠性和易維護性。
產(chǎn)學研合作——有助于初創(chuàng)企業(yè)市場化落地
技術發(fā)展之外，艾長勝還提到了他對目前AGV應用領域拓展的看法，“當前AGV的應用以室內(nèi)應用為主，室外場景、大型重載等應用領域需要拓展，搬運、裝配、巡檢、服務作業(yè)等細分市場還需要深度開發(fā)，工業(yè)機器人+移動機器人AGV的復合型機器人，農(nóng)業(yè)、牧業(yè)AGV機器人的藍海市場有待開發(fā)。”
而針對農(nóng)業(yè)、牧業(yè)AGV應用藍海，艾長勝所在的濟南大學測控技術研究所團隊在山東省農(nóng)機局的資助下，開發(fā)了履帶式和輪式兩種農(nóng)用植保AGV，采用GPS全局路徑規(guī)劃與壟行激光導引相結合，用于果園打藥施肥，實現(xiàn)人藥隔離自主作業(yè)。據(jù)艾長勝介紹，濟南大學測控技術研究所團隊在相關開展AGV技術方向研究已近十年，在機電一體化技術應用開發(fā)及機器人研究方面形成了專業(yè)特色和一定的技術優(yōu)勢，且成果豐碩。
“針對機器人驅(qū)動系統(tǒng)、AGV定位導航技術、路徑規(guī)劃、運動控制、基于CPS網(wǎng)絡結構的調(diào)度管理等方面我們開展了大量的研究工作。目前已經(jīng)為企業(yè)開發(fā)了“基于CAN總線的磁導慣導一體化AGV開發(fā)平臺”、“焊機自動搬運AGV及倉庫管理系統(tǒng)”、“基于多軸運動控制器的全向移動搬運機器人平臺”、“雙激光全景建圖定位重載AGV控制系統(tǒng)” 、戶外環(huán)境“高精度GNSS差分定位導航系統(tǒng)”、室內(nèi)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(diào)度管理系統(tǒng)等。”
事實上，高校的科技成果一直都是AGV行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要推進力之一，近幾年行業(yè)也出現(xiàn)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化之路，艾長勝也談了談他的看法。
“我認為，科技成果轉化，要經(jīng)過市場定位、研發(fā)、設計、生產(chǎn)、銷售、服務等環(huán)節(jié)，需要有人、財、物的基礎，學院派AGV創(chuàng)企在人才技術方面具有一定的優(yōu)勢，是產(chǎn)品的核心競爭力，在產(chǎn)業(yè)化市場化過程中，需要通過合作創(chuàng)造落地條件，例如濟南大學的校企合作項目主要有3種形式，合作開發(fā)、委托開發(fā)、以及技術轉讓，產(chǎn)學研合作，可以優(yōu)勢互補，不失為初創(chuàng)企業(yè)探索的一種方式。”
