3. AMR/AGV硬件与导航

在仓储物流调度系统中，调度算法再优秀，最终也要落到车体硬件与导航方式上。AMR（Autonomous Mobile Robot，自主移动机器人）与 AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引车）的差异，本质上来自底盘结构、驱动方式、传感器配置与导航定位方式的组合。理解这些硬件与导航要素，才能判断一台车适合什么场景、能跑多快、能承载多少、定位精度如何，以及调度系统应下发什么样的任务粒度。

一、底盘结构与驱动方式

仓储移动机器人常见底盘形态包括差速底盘、麦克纳姆轮底盘、全向轮底盘、单舵轮底盘和双舵轮底盘。差速底盘结构简单、成本低，依靠左右两轮速度差实现转向，通常需要前后万向轮支撑；麦克纳姆轮底盘通过四个轮子的速度矢量合成，可实现前后、左右、斜行和原地旋转，适合窄通道高密度作业；单舵轮底盘由一组驱动转向轮加多个从动轮组成，常见于重载叉车式 AGV；双舵轮底盘则具备更高的轨迹柔性和横向移动能力，但控制复杂度更高。

驱动方式直接决定运动学模型。差速驱动属于非完整约束，不能横向平移；麦克纳姆轮和全向轮属于全向运动，可解耦 X、Y、θ 三个自由度；舵轮驱动则通过转向角与驱动速度组合实现路径跟踪。调度系统下发任务时，必须知道车体的最小转弯半径、最大速度、加速度和可通行方向，否则会出现“路径可达但车体转不过去”的问题。

二、传感器配置与信号链

一台典型 AMR 的传感器包括：激光雷达（2D/3D）、深度相机、二维码读码器、IMU、里程计、防撞激光、超声/红外避障、安全触边、举升高度传感器、电池 BMS 等。这些传感器并非孤立工作，而是形成从环境感知到定位、从安全检测到运动控制的信号链。

里程计通过轮速积分给出相对位移，IMU 提供角速度和加速度，激光雷达扫描环境轮廓，二维码读码器在特定地标处给出绝对位姿修正。多传感器融合后，定位模块输出车体在地图中的位姿，运动控制模块再根据调度下发的路径点生成速度指令。安全传感器则独立接入安全回路，一旦触发立即停车，不依赖上位调度。

典型信号链：
轮速编码器 + IMU → 里程计推算
激光雷达 → 扫描匹配/特征提取
二维码读码器 → 地标绝对位姿
        ↓
   多传感器融合定位
        ↓
   路径跟踪与速度控制
        ↓
   驱动电机执行 / 安全回路监控

三、SLAM导航、二维码导航与激光导航对比

SLAM 导航不依赖预先铺设的物理标记，通过激光雷达或视觉传感器实时构建地图并同时定位。它适合环境变化较多、需要快速部署的场景，但对动态障碍、长走廊、玻璃幕墙等退化环境较敏感。二维码导航在地面铺设二维码地标，车体经过时读码获得绝对位置，精度高、成本低、实现简单，但路径柔性差，二维码磨损或遮挡会导致定位失败。激光导航通常指基于反射板或先验地图的激光定位，反射板方式精度高、稳定性好，但需要安装反射柱；先验地图方式则介于 SLAM 与反射板之间。

四、案例与场景：电商分拣仓的混合导航

某电商分拣仓采用二维码导航 AMR 完成货架搬运，地面铺设密集二维码，定位精度可达 ±10 mm，适合高密度货架间的精准对接。但随着业务扩展，仓库新增了临时打包区和动态通道，二维码无法快速重铺。项目组在部分区域引入 SLAM 导航 AMR，利用激光雷达实时建图，负责从分拣区到临时打包区的转运。调度系统根据任务类型分配车辆：二维码车负责固定货架区，SLAM 车负责动态区域，两者在交接点完成货物转移。

这个案例说明，导航方式不是非此即彼，而是可以按区域、按任务混合使用。调度系统需要维护不同导航方式车辆的地图坐标系、定位精度和可通行区域，避免把 SLAM 车派到二维码专用窄道，或把二维码车派到未铺码的动态区域。

五、常见误区与复盘

• 误区一：只看导航方式，不看底盘约束。SLAM 导航虽然灵活，但差速底盘依然不能横向平移，窄通道会车仍需调度避让。
• 误区二：认为定位精度等于对接精度。车体定位精度高，不代表货叉或举升机构能精准对接，还需要机构标定和末端传感器。
• 误区三：安全回路依赖调度系统。安全传感器必须独立接入安全回路，调度延迟或网络中断时仍能停车。
• 误区四：忽略传感器退化环境。长走廊、玻璃幕墙、高反光地面会导致激光定位漂移，需要二维码或反射板辅助修正。

总结来看，AMR/AGV 的硬件与导航是一个整体：底盘决定运动能力，传感器决定感知与定位能力，导航方式决定部署方式与路径柔性，安全回路决定运行底线。调度系统只有把这些参数纳入任务分配和路径规划，才能让不同车型在同一仓库中协同高效运行。