文｜黃滿婷
無論是智能制造、數字化工廠、新基建、工業互聯網，5G技術都是其中不可或缺的一部分。它不僅讓網絡無邊界，更讓數據無邊界，5G+AGV將在智能新時代迎來更廣闊的市場。
5G+移動機器人風起時
據相關數據顯示，預計到2024年，中國2000強制造企業中有25%的企業將使用5G技術來提高機器人應用能力。在AGV行業，我們已經能看到不少廠商已經在積極布局5G AGV應用項目，其中新松、昆船、今天國際等在2019年就已經開始布局5G業務，此外極智嘉、快倉、靈動科技、國自、杭叉智能、嘉騰、斯坦德、海康機器人、迦智科技等數十家移動機器人企業都已經先后入局，可以預見的是5G+移動機器人將開啟全新應用模式，并推動智能化轉型的進程，同時有望重塑移動機器人市場的新格局。
5G+AGV的應用趨勢首要集中在兩方面，一是利用5G大帶寬、低時延優勢對現有的AGV調度系統在調度數量、數據處理進行革新；二則是對AGV導航算法的優化，將部分借助邊緣計算的算法優化分析上傳至算力更強大的云端處理。
首先我們先來談一下5G在調度系統上的應用。為能滿足生產環境下機器人互聯和遠程交互應用需求，許多終端企業開始采用5G獨立組網調度，利用5G網絡將機器人無縫連接，進一步打通設計、采購、倉儲、物流等環節，使生產更加扁平化、定制化、智能化，實現數據共享、敏捷互聯、應用云化、智慧決策，應用在工業控制、物流追蹤、工業AR、柔性制造等機器人應用場景。
具體到AGV的調度上，采用5G+云化技術實現異地設備間的通訊，同時利用5G大連接、低時延的特性，將單AP設備連接數從幾十臺增加到5G環境下的上千臺，AP間切換的時間從可百毫秒銳減到毫秒級。
在移動機器人設備上，為配合終端廠商的需求，移動機器人廠商中一些企業已經研發出5G系列AGV設備產品，并在自己的物流園內完成產品測試。無論是叉車AGV廠商杭叉智能、倉儲機器人快倉、集成商今天國際還是老牌國企昆船智能、新松都已經入局AGV+5G調度系統與設備的研發。據悉，昆船6月已經在物流園區部署5G室內外一張網的端到端解決方案，包括5G核心網、承載網、無線接入網和5G智能終端以及5G全系列設備。
不過，目前市場上的移動機器人控制器，暫不支持直接使用5G技術，都需要采用通訊轉換的方式進行，需要集成或者連接其他廠商提供的5G模組，例如華為的CPE，標準的5G終端模塊、適配器等等。如昆船公司的5G版標準叉車AGV，采用5G CPE和基于華為MH5000模組的5G工業智能網關，以此來滿足5G智慧物流先進裝備全業務應用部署的需要。今天國際在2019年完成的科技園5G網絡覆蓋進行的也是“5G CPE+AGV”測試。
其次，是AGV上算法的優化。算法的優化主要體現在兩個方面。一方面是導航模塊的升級。在激光雷達上，華為已經著手利用 5G 開發激光雷達和毫米波雷達。華為智能汽車解決方案BU總裁王軍表示,用更高級的5G技術來制造毫米波雷達，進而大幅提升毫米波雷達的性能，甚至讓其達到32線激光雷達的性能，而價格又遠低于激光雷達。
視覺導航與5G的結合同樣值得期待。此外，VSLAM 深度相機圖像實時上傳到云端，需要近百Mbps 的上行大帶寬。具體在運行過程中，視覺導航一般要求至少每 100ms 周期必須刷新上傳一次視覺幀以及下發位置信息，以防碰撞。上傳和下發的時延要控制在 20ms 以內。以便給云端的圖像處理和位置計算留出寬裕的時間。5G技術能夠更好的將 AGV 本地攝像頭數據上傳，在云上進行計算處理，從而消除在每個 AGV 本地部署激光雷達、工控機 GPU、購買算法 license 的大量硬件、軟件成本。據悉，視覺導航AMR企業靈動科技已與華為、中移動等協作，推出了全球首臺5G版V-AMR。
另一方面是運維系統的數據收集，5G使邊緣計算和服務計算之間的聯通成為可能，從而改變機器人算法架構，使得服務器的計算能力會讓機器人進行無縫升級和自動化，用戶可以通過手機，電腦，平板，安裝APP的形式，實時監控遠程移動機器人。如今天國際便嘗試了利用5G網絡提供的高帶寬、低時延特性，將VR技術應用于移動機器人的遠程運維。 一些AGV本體的供應商也正研發對接5G的設備方案，柏壹科技表示，在充電技術上，無線充電設備結合5G可以及時反應能源系統的工作情況，做到無人化運維。
融合尚在初期階段
不過目前移動機器人與5G的融合整體仍然處于試水階段，一方面移動機器人融合5G的落地其實也面臨著諸多制約因素，需要不斷迭代升級才能從民用走向要求更高的制造業。
單從技術層面來說，目前，5G網絡的信號覆蓋區域有限。只有基于5G的重要特性，也就是高流量密度和高峰值速率，才能滿足5G和移動機器人結合落地。為滿足這些技術要求，5G采用了超密集組網的架構，這就必然要求基站的部署密度必須提升。另外，由于5G信號的穿透性不足，在室內還需要布設大量的室分基站。
其次，本地組網異常繁瑣。移動機器人在實際使用時，管理服務器必須要能夠準確的訪問到各個移動機器人，這就要求在進行5G組網時，服務器必須與移動機器人建立起直接的連接，需要運營商在后臺分配各個終端地址的時候，進行各個小型網絡的劃分。但是在實際操作時，卻面臨著很多實際的問題，例如工作流程的劃分，SIM卡地址綁定，邊緣計算服務器的搭建等等，都造成了5G本地組網的不便。
另一方面是考慮到投入成本，大多數用戶端對AGV+5G的需求還不強烈，現有的工業WIFI能夠滿足他們對通信網絡的要求。不論是采用何種組網形式，目前的5G技術相對于原有通訊技術，成本都要大幅提升，一方面是一次性投入的設備成本，另一方面就是大量的使用成本，5G的流量費用目前仍居高不下，使用時需要大量的費用花銷，此外，目前可以看到的5G建設趨勢是，基礎設施鋪得開，終端設備還比較少。
當前，AGV+5G的融合還只是初步階段，大多數企業乘5G浪潮只是作為一個戰略上的謀篇布局，真正落實的層面尚有非常大的潛在想象空間。然而技術的進步往往為一個產業帶來的是我們目前難以想象的發展，三四年前的4G時代，有多少人能想到現在手機支付與短視頻產業的崛起。或許隨著技術的不斷迭代，5G將為移動機器人產業帶來的機遇與變革，將顛覆我們的想象。
為了促進AGV產業與5G的融合，乘上時代浪潮，中國移動機器人（AGV-AMR）產業聯盟特別選址上海，將在2020年11月4日的第三屆中國國際移動機器人（AGV-AMR）產業發展峰會暨物流集成商大會上首次重磅發布《5G+工業應用機器人物流解決方案藍皮書》，敬請期待！
