[發明專利]一種視覺導航型AGV小車的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201710767140.5
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107525510B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 劉其信;周正軍;匡忠;成金昌
• 申請（專利權）人: 廣州市井源機電設備有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

1.一種視覺導航型AGV小車的控制系統，用于控制至少一個AGV小車行走電機，其特征在于，該控制系統包括控制處理模塊、控制信息輸入模塊、安全信息檢測模塊、視覺信息輸入模塊和行走電機驅動模塊；

所述控制處理模塊分別與控制信息輸入模塊、安全信息檢測模塊、視覺信息輸入模塊進行連接；

所述控制處理模塊用于處理分析控制信息輸入模塊、安全信息檢測模塊與視覺信息輸入模塊的輸入信息，通過角度偏移量PID優化控制算法及方法控制行走電機驅動模塊；

所述角度偏移量PID優化控制算法，輸入量為角度偏移量，對應輸出為電機模擬量值，其控制表達式為：

u(t)＝kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]

式中，kp為比例系數；TI為積分時間常數；TD為微分時間常數；

其中，e(t)＝K*θ，θ為視覺導航獲得的位置信息即AGV小車偏移角度，K為運動模型參數；u(t)不直接作用于電機，需要計算電機當前速度值并比較電機限定速度值，u(t)＝u(t)+speed*k1；

所述控制信息輸入模塊用于讀取及處理AGV小車的控制信息；

所述安全信息檢測模塊用于讀取及處理AGV小車的安全信息；

所述視覺信息輸入模塊用于讀取及處理AGV小車的視覺信息；

所述行走電機驅動模塊用于根據控制處理模塊的控制指令，驅動AGV小車行走電機；

還包括磁性開關、用戶按鈕和安全繼電器；

所述控制信息輸入模塊分別與磁性開關、用戶按鈕、安全繼電器進行連接；

所述磁性開關用于根據AGV小車的動作狀態產生控制信息；

所述用戶按鈕用于根據用戶操作情況產生AGV小車的控制信息；

所述安全繼電器用于根據AGV小車的安全狀態產生AGV小車的控制信息。

2.根據權利要求1所述的視覺導航型AGV小車的控制系統，其特征在于，還包括區域傳感器、防碰撞針；

所述安全信息檢測模塊分別與區域傳感器、防碰撞針進行連接；

所述區域傳感器用于根據AGV小車的行駛狀態產生安全信息；

所述防碰撞針用于根據AGV小車的碰撞狀態產生安全信息。

3.根據權利要求1所述的視覺導航型AGV小車的控制系統，其特征在于，還包括攝像機；

所述視覺信息輸入模塊與攝像機進行連接；

所述攝像機用于拍攝路面的色帶與字符圖像并產生視覺信息。

4.一種視覺導航型AGV小車的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，控制信息輸入模塊讀取及處理控制信息；

安全信息檢測模塊讀取及處理安全信息；

視覺信息輸入模塊讀取及處理視覺信息；

所述控制信息輸入模塊分別與磁性開關、用戶按鈕、安全繼電器進行連接；

所述磁性開關用于根據AGV小車的動作狀態產生控制信息；

所述用戶按鈕用于根據用戶操作情況產生AGV小車的控制信息；

所述安全繼電器用于根據AGV小車的安全狀態產生AGV小車的控制信息；

S2，控制處理模塊處理分析所述控制信息、安全信息及視覺信息；

S3，控制處理模塊通過一角度偏移量PID優化控制算法及S2中的處理分析結果控制所述行走電機驅動模塊；

所述角度偏移量PID優化控制算法，輸入量為角度偏移量，對應輸出為電機模擬量值，其控制表達式為：

u(t)＝kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]

式中，kp為比例系數；TI為積分時間常數；TD為微分時間常數；

其中，e(t)＝K*θ，θ為視覺導航獲得的位置信息即AGV小車偏移角度，K為運動模型參數；u(t)不直接作用于電機，需要計算電機當前速度值并比較電機限定速度值，u(t)＝u(t)+speed*k1；

S4，行走電機驅動模塊根據控制處理模塊的指令驅動AGV小車行走電機。