任何希望在户外使用自动导引车的人都必须注意一些特殊功能。在上届 LogiMAT 展览会的一个专业论坛上，我们讨论了这些特点的具体内容。

自动导引车（AGV）在企业中的应用势不可挡。然而，自主导向车（AGV）和自动移动机器人（AMR）大多出现在生产车间或仓库内。在工厂外，自动驾驶车辆很少行驶，尽管有许多合理的应用。在下文中，我们将指出造成这种情况的原因，并展示具体的技术解决方案。

表明：无人驾驶和快速与现代 AGV 并不矛盾。

在室外使用AGV 时必须遵守以下规定

室外的特殊运行条件和相关要求基本上可归纳如下：

（1）在室外应用中，必须覆盖相当大的距离，或者与室内应用相比，必须覆盖明显更大的距离。这就需要较高的车速，否则就无法达到令人满意的运输性能，这反过来又会使解决方案的经济效益受到质疑；如果可能，希望达到 10 km/h，有时甚至更高。

（2）更高的速度意味着更长的制动距离，并需要相应的传感器技术，以安全地探测 AGV 路径上的障碍物（尤其是人！），也可能是靠近 AGV 路径的障碍物。

（3）道路条件比大厅内的轨道更差，因此对底盘和车轮的要求也不同。

（4）不同的路面--材料、湿度/雪/冰--导致不同的 "抓地力"（技术上：不同的摩擦系数 µr），即牵引力，从而导致制动能力和制动距离的变化。

（5）与室内相比，室外的道路交通更加崎岖，交通状况更加复杂；道路使用者也更加多样化：行人/行人群体、骑自行车的人、停放和行驶的卡车（带拖车或不带拖车）、不同速度甚至高速行驶的车辆，以及由公司或非公司司机驾驶的车辆，这些司机对自动驾驶车辆的正确行为有不同程度的了解。

（6）所有车辆部件，尤其是必要和敏感的控制系统和传感器系统，都会受到相当大的机械压力和天气影响。

（7）天气对室外自动变速器的影响是多方面的。气温的高低和光照条件的变化（黑暗、阴天、极端日照、高日照和低日照）都会导致条件发生变化。此外，雾、降雪、雨夹雪、冰雹、黑冰、黑冰、暴雨和大风也必须有所准备。

Stuart 底盘可以安全地补偿不平坦的地面

户外AGV 使用的技术解决方案

我们想更详细地探讨两个挑战，然后针对每个挑战提出具体的新技术开发方案：

（1）恶劣地面条件下的室外AGV 运行

所谓的 "AGV-兼容 "地面通常出现在大厅内，也可以要求使用。其特点是具有足够的强度和耐磨性、足够的（但不是太高的）粗糙度、平整度（无凹陷、无 "山丘"、无车辙、伸缩缝过宽等、从水平部分到上坡/下坡部分的过渡无过度 "扭结"）以及良好的导电性。如果符合这些要求，没有特殊底盘、弹簧悬挂车轮等的标准 FTF 一般都可以顺利使用。在室外区域，对自动搬运车行走装置的要求要高得多。在大多数情况下，室内自动变速箱在无悬挂的情况下使用 Vulkollan 车轮绷带。出于安全考虑，车辆被 "降低"，即离地间隙，也就是车架与地面之间的距离只有几厘米，这样就不会有脚或其他物体进入车底。在室外，这些措施通常无法执行。地面凹凸不平，有门槛，可能还有栏杆、路面变化（混凝土、沥青......）、斜坡/坡道等。通常，室外自动变速箱也比传统的室内车辆更大、更重，并且使用实心橡胶轮胎或充气轮胎，这对控制技术的要求更高。

在设计车辆底盘时，所面临的挑战是一方面要尽可能减少设计和机械工程工作量，另一方面要确保从动轮/制动轮始终与地面保持接触，即在所有行驶条件下和行驶路线上的所有点。这一要求可以通过三轮运动系统轻松实现，而且成本效益高，该系统带有一个从动轮和转向轮，以及两个永久安装在车辆底盘上的支撑滚轮。但是，这种底盘在急转弯或从侧面拾取/倾倒货物时容易倾斜，而且只有三个车轮的底盘表面压力也很大。每个额外的车轮（无论是否驱动）都会导致静态超差，从而造成一个甚至几个车轮无法与地面保持接触的危险。为了防止这种情况，通常会通过弹簧将一个或多个车轮与底盘连接起来。

然而，这种解决方案的难点在于如何正确确定弹簧的尺寸，使其在车辆空载和载重时都能提供正确的接触力。另外，还可以安装一个或多个非驱动支撑轮，使其仅在特定行驶条件下与地面交替接触，从而使接触地面的车轮总数不超过三个，但这在加速和制动时会导致难看的 "倾翻"。

在 LogiMAT 2023 展览会上，德国弗劳恩霍夫 IML 公司首次展示了一种正在申请专利的解决方案，无需主动（驱动或弹簧）元件即可解决这一问题，这就是 Stuart 底盘（不平整和崎岖地形下的稳定运输）。底盘的关节和杠杆解决了四轮底盘的静态超定问题。它们在中央差速器驱动桥周围形成了两个铰接式接触三角形，消除了传统四轮差速器在不平地面上的倾翻倾向，确保所有车轮即使在非常不平的地面上也能始终与地面保持接触，此外，通过悬挂系统的杠杆长度设计，中央差速器驱动桥上的接触力与车辆总重量成正比。

（2）在地面摩擦系数未知的情况下AGV 的户外运行

如果要使车辆能够在室外以最高或最大可能的速度安全行驶和制动，就需要了解当前驱动轮或制动轮与地面之间的时空摩擦系数。因为这个值对最大可传递的驱动力或制动力，特别是对制动距离的长度起着决定性作用。

它不仅取决于路面，还取决于天气条件。如果路面肮脏、潮湿或结冰导致摩擦力大大降低，则制动距离可能会很长。在高速行驶时，紧急制动区域必须设计得相应宽一些，转弯时可能必须降低车速。为了通过车辆控制系统选择当前正确/合适的速度，有必要了解当前作用的摩擦系数，否则，出于安全考虑，将不得不选择一个明显降低的速度，但在任何情况下都是安全的。

要经济地使用室外 FTF，最终需要自动、车载和实时地确定摩擦系数，以便能够随时计算并以最大可能的安全速度行驶。

Forum-FTS 的解决方案还申请了专利，即在车辆左右两侧靠近驱动轮的位置各安装两个弹簧压紧的测量轮。两个车轮都有各自的驱动电机，通过电机可以实现以下两种状态的永久交替：

电机以不断增加的扭矩驱动压在地面上的测量轮，直到测量轮无法再将力传达到地面，测量轮突然开始打滑（旋转）。

电机以不断增加的扭矩制动测量轮，直至测量轮最终无法再将力传至地面而锁定。

这两种边缘情况都可以通过监测当前速度轻松测量。在这两种情况下，极限扭矩都是当前和本地适用摩擦系数的测量值，也就是说，车辆控制系统可以根据该值调整当前速度以适应当前条件（增加或减少）。

（3）高速行驶时的室外AGV 操作

大公司的厂房有时有几平方公里的面积。因此，内部外部运输需要更高的速度。为此，弗劳恩霍夫 IML  开发了一款特别引人注目的底盘，即：室外（Outdoor）、全向（omnidirectional）、开源（open-source）和动态（dynamisch）：这就是的代表 - 名字说明了一切。

托盘运输车配备了 Mecanum 轮子，可以在最狭窄的空间内精确操控。空气悬挂系统确保了安全的地面接触和良好的驾驶特性，无论载荷如何。凭借高达 140 毫米的离地间隙和悬挂行程，鹅卵石、门槛甚至坑洼路面对它来说都不是障碍，而四台系统输出功率约为 60 千瓦的发动机可提供高达 36 公里/小时的推进速度。

由于搭载了最先进的传感器和计算机技术，自主运输机器人不仅可以在室内和室外自信地航行，还可以穿过大厅的门，根据情况调整以满足环境检测和定位的各种要求。

总结：在室外使用AGV 时必须考虑到这一点

在室外使用自动导引车时，要确保系统安全运行并最大限度地提高技术可用性，会面临许多挑战。如上文所述，必须预计到各种各样的干扰影响。

最终，自动驾驶车辆应能在凹凸不平的道路上安全快速地行驶。这就要求底盘能够应对恶劣的路况。为此，IML 提出了两项建设性建议：Stuart 底盘和。

而在AGV上的专家们则认真对待这样一个要求，即车辆必须随时知道允许的行驶速度。这就要求不断了解车轮与路面之间当前的摩擦值。现在也有了这方面的概念性建议。这满足了室外AGV 的核心安全要求！

通过这种方式，我们不仅要为挑战正名，还要为解决技术问题做出积极贡献。