与时俱进,5G+移动机器人风起时
2020-09-01 阅读量:95 来源:机智网

文|黄满婷

无论是智能制造、数字化工厂、新基建、工业互联网,5G技术都是其中不可或缺的一部分。它不仅让网络无边界,更让数据无边界,5G+AGV将在智能新时代迎来更广阔的市场。

5G+移动机器人风起时

据相关数据显示,预计到2024年,中国2000强制造企业中有25%的企业将使用5G技术来提高机器人应用能力。在AGV行业,我们已经能看到不少厂商已经在积极布局5G AGV应用项目,其中新松、昆船、今天国际等在2019年就已经开始布局5G业务,此外极智嘉快仓、灵动科技、国自、杭叉智能、嘉腾、斯坦德、海康机器人、迦智科技等数十家移动机器人企业都已经先后入局,可以预见的是5G+移动机器人将开启全新应用模式,并推动智能化转型的进程,同时有望重塑移动机器人市场的新格局。

5G+AGV的应用趋势首要集中在两方面,一是利用5G大带宽、低时延优势对现有的AGV调度系统在调度数量、数据处理进行革新;二则是对AGV导航算法的优化,将部分借助边缘计算的算法优化分析上传至算力更强大的云端处理。

首先我们先来谈一下5G在调度系统上的应用。为能满足生产环境下机器人互联和远程交互应用需求,许多终端企业开始采用5G独立组网调度,利用5G网络将机器人无缝连接,进一步打通设计、采购、仓储、物流等环节,使生产更加扁平化、定制化、智能化,实现数据共享、敏捷互联、应用云化、智慧决策,应用在工业控制、物流追踪、工业AR、柔性制造等机器人应用场景。



具体到AGV的调度上,采用5G+云化技术实现异地设备间的通讯,同时利用5G大连接、低时延的特性,将单AP设备连接数从几十台增加到5G环境下的上千台,AP间切换的时间从可百毫秒锐减到毫秒级。

在移动机器人设备上,为配合终端厂商的需求,移动机器人厂商中一些企业已经研发出5G系列AGV设备产品,并在自己的物流园内完成产品测试。无论是叉车AGV厂商杭叉智能、仓储机器人快仓、集成商今天国际还是老牌国企昆船智能、新松都已经入局AGV+5G调度系统与设备的研发。据悉,昆船6月已经在物流园区部署5G室内外一张网的端到端解决方案,包括5G核心网、承载网、无线接入网和5G智能终端以及5G全系列设备。

不过,目前市场上的移动机器人控制器,暂不支持直接使用5G技术,都需要采用通讯转换的方式进行,需要集成或者连接其他厂商提供的5G模组,例如华为的CPE,标准的5G终端模块、适配器等等。如昆船公司的5G版标准叉车AGV,采用5G CPE和基于华为MH5000模组的5G工业智能网关,以此来满足5G智慧物流先进装备全业务应用部署的需要。今天国际在2019年完成的科技园5G网络覆盖进行的也是“5G CPE+AGV”测试。

其次,是AGV上算法的优化算法的优化主要体现在两个方面。一方面是导航模块的升级。在激光雷达上,华为已经着手利用 5G 开发激光雷达和毫米波雷达。华为智能汽车解决方案BU总裁王军表示,用更高级的5G技术来制造毫米波雷达,进而大幅提升毫米波雷达的性能,甚至让其达到32线激光雷达的性能,而价格又远低于激光雷达。

视觉导航与5G的结合同样值得期待。此外,VSLAM 深度相机图像实时上传到云端,需要近百Mbps 的上行大带宽。具体在运行过程中,视觉导航一般要求至少每 100ms 周期必须刷新上传一次视觉帧以及下发位置信息,以防碰撞。上传和下发的时延要控制在 20ms 以内。以便给云端的图像处理和位置计算留出宽裕的时间。5G技术能够更好的将 AGV 本地摄像头数据上传,在云上进行计算处理,从而消除在每个 AGV 本地部署激光雷达、工控机 GPU、购买算法 license 的大量硬件、软件成本。据悉,视觉导航AMR企业灵动科技已与华为、中移动等协作,推出了全球首台5G版V-AMR。

另一方面是运维系统的数据收集,5G使边缘计算和服务计算之间的联通成为可能,从而改变机器人算法架构,使得服务器的计算能力会让机器人进行无缝升级和自动化,用户可以通过手机,电脑,平板,安装APP的形式,实时监控远程移动机器人。如今天国际便尝试了利用5G网络提供的高带宽、低时延特性,将VR技术应用于移动机器人的远程运维。 一些AGV本体的供应商也正研发对接5G的设备方案,柏壹科技表示,在充电技术上,无线充电设备结合5G可以及时反应能源系统的工作情况,做到无人化运维。

融合尚在初期阶段

不过目前移动机器人与5G的融合整体仍然处于试水阶段,一方面移动机器人融合5G的落地其实也面临着诸多制约因素需要不断迭代升级才能从民用走向要求更高的制造业。

单从技术层面来说,目前,5G网络的信号覆盖区域有限只有基于5G的重要特性,也就是高流量密度和高峰值速率,才能满足5G和移动机器人结合落地。为满足这些技术要求,5G采用了超密集组网的架构,这就必然要求基站的部署密度必须提升。另外,由于5G信号的穿透性不足,在室内还需要布设大量的室分基站。

其次,本地组网异常繁琐移动机器人在实际使用时,管理服务器必须要能够准确的访问到各个移动机器人,这就要求在进行5G组网时,服务器必须与移动机器人建立起直接的连接,需要运营商在后台分配各个终端地址的时候,进行各个小型网络的划分。但是在实际操作时,却面临着很多实际的问题,例如工作流程的划分,SIM卡地址绑定,边缘计算服务器的搭建等等,都造成了5G本地组网的不便。

另一方面是考虑到投入成本,大多数用户端对AGV+5G的需求还不强烈现有的工业WIFI能够满足他们对通信网络的要求。不论是采用何种组网形式,目前的5G技术相对于原有通讯技术,成本都要大幅提升,一方面是一次性投入的设备成本,另一方面就是大量的使用成本,5G的流量费用目前仍居高不下,使用时需要大量的费用花销,此外,目前可以看到的5G建设趋势是,基础设施铺得开,终端设备还比较少。

当前,AGV+5G的融合还只是初步阶段,大多数企业乘5G浪潮只是作为一个战略上的谋篇布局,真正落实的层面尚有非常大的潜在想象空间。然而技术的进步往往为一个产业带来的是我们目前难以想象的发展,三四年前的4G时代,有多少人能想到现在手机支付与短视频产业的崛起。或许随着技术的不断迭代,5G将为移动机器人产业带来的机遇与变革,将颠覆我们的想象。

为了促进AGV产业与5G的融合,乘上时代浪潮,中国移动机器人(AGV-AMR)产业联盟特别选址上海,将在2020年11月4日的第三届中国国际移动机器人(AGV-AMR)产业发展峰会暨物流集成商大会上首次重磅发布《5G+工业应用机器人物流解决方案蓝皮书》,敬请期待!

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