[發(fā)明專利]紅外光電導向AGV裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210341985.5
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102854878A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉;劉勝明;周勇;馬浩
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州工業(yè)園區(qū)永動工業(yè)設(shè)備有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于工業(yè)自動化車間的無人車的自動導向系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及紅外光電導向AGV裝置及其控制方法，屬于移動機器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自動導引車輛（Automated?Guided?Vehicle，簡稱AGV）是現(xiàn)代物流技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備，隨著自動導引車輛新興市場的發(fā)展，對廉價且控制精度高的AGV產(chǎn)生了巨大的需求，車輛建模和控制策略的研究已經(jīng)發(fā)展成為當前研究課題的熱點，AGV作為自動運輸設(shè)備，在自動化車間中的沿著預(yù)定軌跡運行的精度直接影響到整個車間的正常運行。尤其是AGV的導向控制精度作為決定AGV性能的關(guān)鍵因素更是吸引了極大的關(guān)注。紅外自動導引車AGV是一種以紅外光電作為導引方式的自動導向車輛，控制系統(tǒng)是AGV的核心內(nèi)容，而路徑跟蹤控制方法是保證AGV控制精度的關(guān)鍵所在。

專利申請?zhí)枮?01110306984.2的中國專利公開了一種車道識別偏離檢測方法，采用圖像處理對AGV車道識別偏離的檢測方法，首先對獲取的車道圖像進行預(yù)處理，然后對預(yù)處理之后的車道圖像進行邊緣檢測，得到車道邊緣圖像，根據(jù)得到的車道邊緣圖像基于卡爾曼濾波器的車道跟蹤方法，確定出車道的位置，并在點集優(yōu)化后的基礎(chǔ)上提取車道參數(shù)，然后根據(jù)得到的車道參數(shù)，擬合提取車道線，最后根據(jù)提取的車道線判別AGV車體所在車道的具體狀況，可以實現(xiàn)對車道狀況的檢測。

專利申請?zhí)枮?01110054045.3的中國專利公開了AGV可編程電磁導引方法和裝置，通過改變同一根導引線上的導引信號的頻率，而各種信號的頻率分別代表不同的動作意義，隨時控制AGV的動作，動作包括前進、后退、停止、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等，AGV根據(jù)檢測到的導引頻率的執(zhí)行不同的動作。

專利申請?zhí)枮?01110029304.7的中國專利公開了一種AGV自動導向系統(tǒng)和控制方法，系統(tǒng)由檢測模塊和控制模塊組成，檢測模塊由最為AGV車體位置傳感器的編碼器和作為AGV位姿傳感器的激光掃描儀構(gòu)成；控制模塊是由伺服驅(qū)動單元和工控機組成，設(shè)置控制模塊由內(nèi)位置環(huán)和外位置環(huán)構(gòu)成的雙位置閉環(huán)控制模塊；內(nèi)位置環(huán)為電機轉(zhuǎn)角位置環(huán)，外位置環(huán)是以激光掃描讀取AGV位置信號，將外位置環(huán)中反饋的AGV位姿信號計算AGV位置的路徑跟蹤誤差，將路徑跟蹤誤差作為控制系統(tǒng)的輸入量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種紅外光電導向AGV裝置及導向控制方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

紅外光電導向AGV裝置，包括車體、驅(qū)動輪和從動輪以及鋪設(shè)于地面的導引反光帶，特點是：在車體底部的四端角位置各安裝一從動輪，車體底部的中間部位沿縱向安裝有一組呈對稱分布的驅(qū)動輪，驅(qū)動輪均與無刷直流電機驅(qū)動控制連接，每只驅(qū)動輪的內(nèi)側(cè)設(shè)有速度檢測裝置，車體底部的中間部位沿橫向安裝有一組呈對稱分布的紅外光電導向裝置，紅外光電導向裝置的內(nèi)側(cè)安裝有紅外標志檢測裝置，車體底部的四端角位置還各安裝一避障傳感器。

進一步地，上述的紅外光電導向AGV裝置，兩驅(qū)動輪之間的軸距為900mm。

更進一步地，上述的紅外光電導向AGV裝置，所述避障傳感器為GP2Y0A21紅外測距傳感器。

再進一步地，上述的紅外光電導向AGV裝置，所述紅外光電導向裝置包含紅外發(fā)射器、紅外接收器、緩沖驅(qū)動器和主控制單元，紅外接收器經(jīng)電壓比較器接入至主控制單元，電壓比較器上設(shè)有電壓調(diào)節(jié)電阻，主控制單元上連接譯碼器，譯碼器連接緩沖驅(qū)動器，緩沖驅(qū)動器上設(shè)有光強可調(diào)電阻，緩沖驅(qū)動器經(jīng)掃描指示燈連接紅外發(fā)射器，主控制單元上設(shè)有通信串口。

本發(fā)明紅外光電導向AGV裝置的控制方法，按照預(yù)設(shè)路徑的軌跡在地面鋪設(shè)導引反光帶，在需要鋪設(shè)動作標志的位置設(shè)置動作標志；

（1）AGV裝置運行中，車體相對導引路徑的偏移信息通過紅外光電導向裝置進行檢測，紅外光電導向裝置發(fā)射紅外光線，紅外光線經(jīng)過導引反光帶的發(fā)射得到車體相對導引反光帶的位置信息；位置信息的檢測步驟是：在AGV相對導引路線所在的運動線路上，定義實際位置和目標位置之間的誤差為位置誤差，將AGV的運動位置表示為（d,α），其中d為AGV偏移導引路線的法相位置誤差，α為AGV的方位角誤差，所述的方位角為AGV的當前行進路線與預(yù)期軌跡也就是導引路線之間的夾角；要求AGV沿著預(yù)定的導軌路線循跡前進，設(shè)置所述的AGV的目標位置為（0,0）,由紅外光電導向裝置檢測AGV起點的位置是（0,0），根據(jù)路徑的規(guī)劃，預(yù)先設(shè)置兩個驅(qū)動輪之間的距離是L，前后兩個位置檢測裝置之間的距離是D；