[發明專利]自動引導車分布式自主協同控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201110178601.8
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102231233A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 樓佩煌;錢曉明;王輝;武星;劉冉;隋大鵬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;H04L29/08;H04W84/18;G08C17/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種自動引導車分布式自主協同控制系統，其特征在于，包括應用層、協作層和感知層，所述的應用層，包括與人機接口相連的車輛控制模塊、環境建模模塊、任務管理模塊、全局監控模塊；所述的協作層，包括全系統信息交互和采集的對等通信網絡、無線對等通信網絡控制單元、分布式路徑規劃單元和無線收發模塊；所述的感知層，包括射頻讀卡器、編碼器、測距傳感器，應用層通過以太網連接協作層中的無線對等網絡控制單元，感知層通過CAN總線接入協作層中的分布式路徑規劃單元。

2.根據權利要求1所述的自動引導車分布式協同控制系統，其特征在于所述的協作層中的無線對等通信網絡控制單元包括ARM主控芯片、擴展SDRAM存儲器、串口電平轉化芯片1和串口電平轉化芯片2、網絡芯片、RJ-45接口、電源芯片、復位芯片、時鐘芯片、按鍵與指示燈、擴展GPIO槽、調試接口、串口終端、Zigbee無線收發模塊，其中，擴展SDRAM存儲器和網絡芯片分別通過16位數據地址Bus與ARM主控芯片連接；RJ-45接口連接網絡芯片；串口電平轉化芯片1通過UART接口與ARM主控芯片連接，同時通過RS-232接口與Zigbee無線收發模塊連接；串口電平轉化芯片2通過UART接口與ARM主控芯片連接，同時通過RS-232接口與串口終端連接；時鐘芯片通過I/O方式與ARM主控芯片連接；按鍵與指示燈、擴展GPIO槽與ARM主控芯片連接；復位芯片連接ARM主控芯片復位引腳；電源芯片與ARM主控芯片電源引腳連接；調試接口與ARM主控芯片通過JTAG協議線連接。

3.根據權利要求1所述的自動引導車分布式協同控制系統，其特征在于所述的協作層中的分布式路徑規劃單元包括ARM主控芯片、擴展SDRAM存儲器、擴展FLASH、串口電平轉化芯片、?CAN總線接口芯片、電源芯片、復位芯片、時鐘芯片、按鍵與指示燈、擴展GPIO槽、調試接口、Zigbee無線收發模塊、自動導引車控制器，其中，擴展SDRAM存儲器和擴展FLASH分別通過16位數據地址Bus與ARM主控芯片連接；串口電平轉化芯片通過UART接口與ARM主控芯片連接，同時通過RS-232接口與Zigbee無線收發模塊連接；CAN總線接口芯片通過TD/RD接口連接ARM主控芯片，同時通過CAN總線連接自動導引車控制器；時鐘芯片通過I/O方式與ARM主控芯片連接；按鍵與指示燈、擴展GPIO槽通過I/O方式與ARM主控芯片連接；復位芯片連接ARM主控芯片復位引腳；電源芯片與ARM主控芯片電源引腳連接；調試接口通過JTAG協議線與ARM主控芯片連接。

4.根據權利要求1所述的自動引導車分布式協同控制系統，其特征在于所述的協作層中的全系統信息交互和采集的對等通信網絡拓撲結構呈Mesh網狀，其中任意兩個節點進行對等通信。

5.一種應用權利要求1所述的自動引導車分布式自主協同控制系統的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）應用層根據實際需要建立路徑的電子地圖，配置節點信息和路徑權值；

（2）應用層把電子地圖信息通過以太網傳送至協作層網關，由無線對等通信網絡控制單元下載至工作車輛；

（3）應用層根據實際需要指定某一傳送任務的開始、停靠、結束工位，組成任務隊列通過以太網傳送至協作層網關，由無線對等網絡控制單元發布任務，各分布式路徑規劃單元通過競爭獲取各自合適任務；?

（4）分布式路徑規劃單元根據獲取任務按照相應策略進行分布式路徑規劃，等待加入協作網絡；

（5）無線對等通信網絡控制單元啟動無線協作網絡，各就緒節點注冊加入協作網絡后，發布協作啟動命令，各分布式路徑規劃單元按照規劃路徑啟動運行，按周期進行自主協作，主要完成行進路線上的沖突規避，順利達到目的地，以此往復。

6.根據權利要求5所述的自動引導車分布式自主協同控制系統的控制方法，其特征在于所述的步驟（5）中的自主協作通過各自動導向車廣播協作標識完成，協作標識包括路口占用、工位占用、隊列前進、超車避讓、相向避讓。

7.根據權利要求5所述的自動引導車分布式自主協同控制系統的控制方法，其特征在于所述的步驟（5）中的沖突規避指當車輛一旦進入路口區域，則立刻發送路口占用標識，該路口其他方向車輛需等待直至當前占用車輛離開路口區域，路口占用標識撤銷；在隊列前進協作模式下，當車輛檢測到前方有其他車輛，則與前車保持車距，跟隨前車運行，車隊模式適用于單向行駛車道；在超車模式下，若行進道路上慢車擋住快車，在指定區域，慢車可以給快車讓道；若在同一路徑上出現兩輛相向行駛車輛，則該路徑進入相向避讓模式，?優先級低車輛實施避讓，優先級高車輛通過；相向避讓模式中，低優先級車輛采取橫向漂移或者動態交匯方式避讓。