海康为什么要做停车机器人 | 最牛AGV停车关键技术解析

在网络购物繁盛的当下,收货、入库、搬运、分拣、出库等各项物流作业,若还是依靠传统的人工作业模式,日渐低下的效率与日益剧增的仓储物流需求之间的矛盾终将愈演愈烈。作为传统安防行业的龙头企业,如今海康威视已经开辟和深耕了智能交通和制造二个新的领域,特别其子公司海康机器人秉承成为国际领先的厂内物流解决方案及产品提供商的愿景,全力助推“中国制造2025”。

3月份,杭州海康威视数字技术有限公司智慧停车业务部行业总监郑泽民参加第六届中国智能交通市场年会时于2017年中国智能停车产业发展论坛上介绍了室内机器人停车解决方案的特点和优势,以及在市场推广中遇到的问题和市场发展趋势等方面提出了个人的一些观点和希望。

以下为郑泽民演讲实录。

今天我汇报四个方面。

一、我们为什么要做机器人停车

今天在座的来宾可能对海康威视的业务情况不是很了解,所以在开讲前简述一下公司的基本情况。海康威视成立于2001年,到今天为止已经有十六年的发展历程。海康威视最早是以视频为主要研究对象的高科技公司。在荣膺《a&s》杂志2015年度全球安防50强第二、亚洲排名第一(引用的资料有些旧,2016年的新排名已经是全球第一了),跻身成为全球安防大市场三大领军企业之一,连续4年入围全球安防50强榜单。

海康威视有一个专门的智能交通行业事业部(七大事业部之一),专门负责交通行业领域的产品开发和市场开拓与管理工作。

我们为什么会做机器人停车?

在2014年底,2015年初,随着技术进步以及市场变化,我们感觉到智能时代即将到来,所以在2015初我们成立了工业机器人事业部。仓储机器人以移动货架和分拣为主,分拣主要应用在物流行业的包裹分拣中,搬运机器人主要区别在物品搬的特点上,有交换的职能在其中。我们自己的生产区主要是用仓储AGV和搬运内AGV,数量达到800台之多,大大的提高了效率,同时节约了人力资源和成本。快递行业中的申通公司在一个分拣中心就使用了我们三百台机器人,每个小时可以处理两万件包裹。

它的大概的控制流程是人员把包裹标准化,要把二维码或者是条形码规范的(确保条码面的方向一致性)放到AGV上在空中横臂中的工业摄像机可以把包裹上的二维码或者是条形码识别出来;再由工业相机把相应的包裹的信息跟分拣中心的管控平台处理,进行信息通讯和信息的捆绑。最后控制中心通过网络方式,控制AGV(背负目标包裹的机器人)自主的行走并转到下个分拣口上去,由下一个管理人员进行下一个环节的处理。其它的典型案例还有很多,例如宁波得力公司也大规模的使用了我们的AGV产品和系统。由于时间关系,我不再赘述。

2015年,国家相关部位单独或者联合形式,陆续出台了多项鼓励和促进停车市场和产业长足发展的政策和要求,从发改委方向性的【2015】1788号文到【2015】2975公建场库必须纳入政府定价和对整体价格体系制定的要求,等等无一不是促发展的利好消息。

从我们厂家的角度来看,停车的治理关键因素的总结两点,主要还是引进增量和盘活存量:引进增量无非就是多增加车位,目前市场,特别是从今年开始,随着PPP形式的推广,实际上在各个城市当中,正在大量的建设立体停车库。从我们的技术角度来说,更多的和重要的可能是盘活存量更有意义,这个需要借助智能化以及互联网技术。我们认为只有双管其下,才能够把这些极具分散的停车资源汇聚起来。只有汇聚起来才能做盘活的事情,比如说停车错时和分享,比如说汽车后市场,这样才能够把真正的交易成本降低以及提高停车的效率。

所以回过头从增量来说,从技术实现的角度看,土地资源是非常受限的,发展无非两个思路,一个上天,一个入地,需要向空间要停车资源。

传统的领域当中,实际上立体车库子行业当中,也有相应类似AGV的设备单元以及控制单元。但是第一它不是智能化的东西,更多的是半自动的一个设备和系统,移动只能是沿着/在轨道上进行直线移动。另外一个就是说更多的是从我们的IT角度来看,立体车库像是一个专为车辆搭建的房子,根本不具备智能化以及联网的特征。另外一个就是说,毕竟是自走式的停车,还必须预留人下车的空隙,从空间的利用率来说也是极其不经济的。

所以基于以上较为全面的市场特点分析以及机器人技术的积累以及一些项目需求,我们根据市场的情况需要在2016年开发专门为停车服务的停车专用机器人产品及系统解决方案,并在2016年11月16日的乌镇互联网大会的专用停车场项目中成功运行和正式发布。

该产品的特点和项目成效总结如下:

  • 系统调度能力:可同时最高调度500辆汽车;

  • 项目提升:最多可并排停放4排汽车,使得同等面积停车场停车位数量增加大约40%;

  • 完全的无人值守,车主自行存取车

  • 支持互联网的电子支付(微信和支付宝) 

二、AGV停车关键技术分析

我们看一下AGV的发展历程。

50年代中期,英国Barret公司设计出无人驾驶卡车,也就是AGV的最早雏形。

60年代,美国物料搬运研究所将其定义为AGV,它是可充电的无人驾驶小车。

70年代,AGV作为生产组成部分进入了生产系统,并得到了迅速发展。1973年,瑞典VOLVO公司在KALMAR轿车厂的装配线上大量采用了AGV,扩大了影响力和应用范围。

80年代,在日本规模化推广和深度应用,这也是现在日本在机器人领域水平较高的原因。

从产品的角度来说,AGV机器人停车主要有两类的核心技术,第一类是从引导的角度,目前主流有多种的引导技术,有磁带导航的,也有激光导航的,也有视觉导航的。由于历史原因,总量上磁导航占据3分,目前惯性导航和二维码视频导航增长势头和前进步伐较大;从导航的技术来说,它占比在三分之一左右。另一类核心技术是从机器人停车中的车辆交换技术,从交换来说,目前有三大技术:车板交换、梳齿交换,还有机械臂三种方式,机械臂的方式是未来的发展方向,但是制造和研发的难度很大。

AGV引小车定义:是一种以电池为动力,装有非接触式导向装置的无人驾驶自动运输车。其主要功能是,在计算机控制下,支持在复杂的路径选择和移动下将物料按一定的停位精度输送到指定的位置上。

关于车辆交换的技术特点总结如下。

载车板:汽车停放在车抬板上,AGV钻入车抬板底下举升,然后把汽车和车台板一同运载到指定停车位置上;

梳齿交换:内梳齿固定,外梳齿设置在AGV上,搬运器利用梳齿间隙,通过AGV上下升降移动实现梳齿的交叉换位,从而实现车辆的搬运交接;

机械臂:AGV直接钻入车辆下面,利用AGV的夹持机构环抱住轮胎并迁移和搬运车辆夹的原理。

其中同样的抬车板,也有不同的原理和结构。一个是拖的方式(载车板自身有轮子),一个是背的方式。我们认为,机械臂的技术方式更有特点和优势,将成为主流模式。海康停车AGV的升级产品方向是机械臂的停车AGV形态。

三、系统解决方案介绍 

此图展现了乌镇项目的系统布局,也是机器人AGV停车的典型场景,从中可以总结一般停车的基本需求(有车位提供和能存取、查询、计费和支付)和高级可选需求(安全和监管、其它)。我们现有系统除了满足基本需求外,在安全监管以及其它的辅助泊车方面做了很多的需求分析和开发工作。 

此图是AGV的系统架构。简单的来说,我们有两个主要的管理服务器,一个是专门管AGV的调度管理服务器,这个服务器不仅是管AGV,同时还处理AGV本身停车接泊的检测;另外一个服务器专门提供APP以及人机对话的话和停车体验方面的服务(停车体验方面主要包含:辅助泊车的主动影像提醒和协助功能,支持停车高峰期的车辆进入双模控制机制和内部人性化的导引分流)。调度服务器和管理服务器构成我们中心的核心控制。

在加强停车体验的自动化泊车方面的应用,一个是说我们在进入的时候,刚刚的视频里面有很好的展示。例如:车子如何从场库外线开到AGV上面去,如果运动控制得不好,随着AGV的加速和滞动,载车板上的车辆有可能会掉下来的,但是这个我们在载车板上都有相应的技术措施,能够保障AGV不会滑落并迅速的将车辆转移到具体泊位上去。

另外还有双模控制主要是解决高峰和频峰的问题,车辆分流引导主要是为不同的区域导引驾车人根据自己的喜好以及不同库区停车的松紧程度,自己选择去往不同的车库区域。

四、问题总结和建议

大家都知道,海康威视是设备和系统解决方案供应商,一般不做工程。但是随着停车AGV新产品和方案的发布,由于此产品线是全新的和AGV对现场的要求比较高二个因素,加上一下子也找不到好的合作伙伴来负责工程的施工,所以目前是威视公司自己的技术人员承担了项目的前期设计和工程的安装和维护工作。一路走来,感觉新产品推广问题很多,异常艰辛。具体总结一下工程和建设方面存在的问题:主要是主观认识和技术知识的缺失,主要表现如下5个方面:

  • 工程和建设问题主要是认识和观念缺失。

  • 机器人对地平条件和超载非常敏感,需要具备检测报警和人工应急的处理机制,这样才能提升用户体验。

  •  如何发挥AGV智能库的特点和优势?如果还是按照自走式的车库进行建设和管理的话,个人以为难以发挥新技术和产品的优势和特点,行业协会需要加强新标准的制定和宣贯。

  • 如何编排车位和设置路线?需要长期运营管理经验和数据,进行数据分析和优化,然后固化管理流程。

  • 针对有高峰期特点的场库,如何在建筑设计上以及技术上进行应对?高峰期个体取车需求是对管理的挑战?平峰和高峰如何平衡?唯有针对性的设计和加强管理,没有其它的解决之路。

从运维和推广角度来看。停车是具有运营和服务特点的业务,设备可以有故障,但是服务不能停,所以设备的运维尤为重要,给我们提出了挑战,比如故障和应急如何处置?如何进行日常维护和巡查保障系统的正常运行?国家在传统立体车库有较为全面的标准,但是在AGV停车方面国家还没有相应的标准(缺失),极大影响新技术和市场的推广及应用。在这里特别呼吁/首先急需制定针对产品和施工、设计和验收等工作相关的标准,这也是我司下一步需要重视并开展的推广方面的重要工作。

最近二年智慧停车市场体温非常高,同时也非常时髦,因为停车领域也“互联网+”。为此结合个人从事和观察停车业务四年多,最后就该市场未来的发展趋势,谈谈个人的观点和趋势的估计。

总的观点是:智慧停车刚开始破冰,由概念期进入发展初期。智慧停车的产业链太长,所以影响发展的因素自然多,个人认为本业务的发展至少会涉及四个因素或者技术的发展:物联网通讯技术的成熟,产品相关技术的成熟,运营故管理技术的成熟,产业融合的技术和商业模式的成熟。加上停车市场的高度分散和产权的不明晰,所以个人的观点不是很乐观,总结一句话:至少在2020年才开始进入发展期(3-5年),进入成熟期起码也需要5年以上时间。

今天来参加停车论坛的人员,有政府公务员的代表,也有企业的代表,刚刚我提到停车业务天然的涉及土地和产权的问题,政府没有对应的上位法,没有政府的参与是不行的(停车是造福一方的事情,搞好停车同时也是得罪人的事情,需要有新思想和敢为政府部门和人员秉承为民服务,整顿资源和市场环境);而停车又是涉及老百姓和民生的运营业务,没有企业的参与也是不行的(场景很多,市场很大,机会很多,停车是可以产业化)。

所以个人以为该业务的发展道路一定会比较漫长,但是大家都对此报以特别热情和莫名的期许,所以最后针对二个不同角色的代表,我总结二句话作为我此次发言的结尾,也是作为我们大家一致的勉励和期望:

向政府代表的一句话赠言是:“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索“

向企业代表的一句话赠言是:“锻炼身体,回归常识;不忘初心,团结合作”

最后,谢谢大家聆听我的发言。谢谢!

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