智能小車物流系統的控制方法與流程
2023-08-22 13:08:56
本發明涉及一種智能小車物流系統的控制方法。
背景技術：
隨著科學的發展和需求的不斷提高，醫院都開始使用物流系統。最為常見的是氣動物流和軌道箱式物流，但各自存在缺陷：(1)氣動物流是通過類似於膠囊狀的周轉艙，受氣體動力大小和氣動管道的尺寸大小的限制，周轉艙都比較小，只能傳送小的物品，比如一些血液樣本之類；(2)軌道箱式物流的周轉箱比較大，能夠傳送較大物品，但是需要在天花板里舖設傳輸輥筒組成的軌道，鋪設成本很高，而且軌道檢修不便，傳輸噪音大。因此迫切需要一種新的物流系統和控制方法，能傳輸較大較重的物品，而且鋪設成本低，運行穩定。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種智能小車物流系統的控制方法。
實現本發明目的的技術方案是智能小車物流系統的控制方法，包括：
構建智能小車物流系統：各收發站點之間設置由多個各不相同的編碼構成的路徑運行帶，採用裝備有掃碼儀、陀螺儀、裡程計、mcu和無線通信模塊的agv載物小車，以及一個包含無線通信模塊的上位機控制系統；所述agv載物小車包括左右車輪，分別由左右車輪驅動電機控制；
由上位機控制系統進行收發貨任務分配，控制載物小車運行到指定位置收發貨物；
載物小車運行中，由上位機控制系統實時控制小車的導航，由陀螺儀和裡程計根據載物小車運行時間計算出載物小車的位移，由掃描到的編碼定位為準糾偏，得到小車真實位移；
出現同車道兩輛以上載物小車會車時，根據上位機控制系統為該次運送任務的載物小車設定的優先級別，級別高的小車不避讓。
小車採用慣性導航和編碼糾偏導航結合，在發送站確定運送任務後，上位機控制系統下發運送任務及運行線路數據給最近的待機載物小車；所述慣性導航為載物小車運行利用裡程計測算運行速度以及用陀螺儀判定運行方向，載物小車的mcu進行運算，實時控制車輪驅動電機進行差速控制糾正左右電機不同速度實現運行方向控制，然後根據運行時間計算出載物小車的位移；載物小車檢測到新二維碼時實時與上位機控制系統無線通信，進行運行位置定位檢查並與系統通過慣性導航得到的仿真監控運行數據相互比較，生成實際運行監控畫面，並對載物小車進行糾偏。
在主要的收發站點之間設置雙平行線路，在偏遠或者收發量小的站點設置單行線路；雙平行線路上等間距設置編碼，一條路線的各編碼代表連續的奇數，另一條路線的各編碼代表連續的偶數；單行線路之間設置至少一個避讓島，單行路線上等間距設置編碼，各編碼代表連續的奇數或者連續的偶數或者按照自然數排列；載物小車的寬度小於一條路線上相鄰兩個編碼之間的距離
所述每次運送任務的優先級別的設置方式為：採用多重級別累計判定，每次運送任務的優先級別＝發送站點的優先級別+接收站點的優先級別+發送物品的重力，其中，發送站點和接收站點的優先級別事先由上位機控制系統設定。
所述載物小車採用可充電鋰電池；對載物小車設置電量警戒值，空載的載物小車的電量低於電量警戒值時，自動向上位機控制系統申請充電站點，上位機控制系統控制其前往分配的充電站點充電，待充電值達到開啟電量時自動激活繼續進入收發系統接收任務。
所述載物小車的電量警戒值設定為：不低於載物小車在整個小車物流系統中來回運行兩次的電量；優選為30％載物小車電量。
當有緊急情況，可以手動激活正在充電的載物小車進入收發系統接收任務；所述載物小車的運行速度與載重貨物重量成反比線性變化。
在每個站點配備至少一個充電待機位，該充電待機位僅用於激活狀態小車待機充電，不用於警戒電量充電。
所述上位機控制系統根據運送任務任務，就近分配載物小車執行任務，根據載物小車行走時間最短原則，計算載物小車的最短行走路徑，並實時控制載物小車的導航，並及時下達裝卸貨和充電命令。
在所述載物小車與上位機控制系統之間設置多個地面無線收發站，地面無線收發站採用輪詢方式與各載物小車通信。
採用了上述技術方案後，本發明具有以下積極的效果：本發明的物流小車控制方法科學合理，考慮充分，能夠確保小車物流系統連續穩定正確高效地運行。
具體實施方式
(實施例1)
智能小車物流系統的控制方法包括：
構建智能小車物流系統：各收發站點之間設置由多個各不相同的編碼構成的路徑運行帶，採用裝備有掃碼儀、陀螺儀、裡程計、mcu和無線通信模塊的agv載物小車，以及一個包含無線通信模塊的上位機控制系統；所述agv載物小車包括左右車輪，分別由左右車輪驅動電機控制；在主要的收發站點之間設置雙平行線路，在偏遠或者收發量小的站點設置單行線路；雙平行線路上等間距設置編碼，一條路線的各編碼代表連續的奇數，另一條路線的各編碼代表連續的偶數；單行線路之間設置至少一個避讓島，單行路線上等間距設置編碼，各編碼代表連續的奇數或者連續的偶數或者按照自然數排列。編碼可以採用二維碼，可以在二維碼中設置除了數字以外的其他涵義。在這樣的路徑設置下，載物小車的運行路徑就可以表示成一串數字，由於載物小車的寬度小於一條路線上相鄰兩個編碼之間的距離，就可以確定地知道載物小車在哪個位置。
由上位機控制系統進行收發貨任務分配，控制載物小車運行到指定位置收發貨物；
載物小車運行中，由上位機控制系統實時控制小車的導航，由陀螺儀和裡程計根據載物小車運行時間計算出載物小車的位移，由掃描到的編碼定位為準糾偏，得到小車真實位移；
出現同車道兩輛以上載物小車會車時，根據上位機控制系統為該次運送任務的載物小車設定的優先級別，級別高的小車不避讓。
小車採用慣性導航和編碼糾偏導航結合，在發送站確定運送任務後，上位機控制系統下發運送任務及運行線路數據給最近的待機載物小車；慣性導航為載物小車運行利用裡程計測算運行速度以及用陀螺儀判定運行方向，載物小車的mcu進行運算，實時控制車輪驅動電機進行差速控制糾正左右電機不同速度實現運行方向控制(左右驅動電機在長時間運行後轉的行程會有偏差，載物小車體現為運行朝一邊歪，這時陀螺儀檢測到方向，載物小車的mcu會調整左右電機的不同運行速度，糾正小車的方向。同時在要轉彎時也採用差速控制，讓一邊電機轉的快，一邊慢)，然後根據運行時間計算出載物小車的位移；載物小車檢測到新二維碼時實時與上位機控制系統無線通信，進行運行位置定位檢查並與系統通過慣性導航得到的仿真監控運行數據相互比較，生成實際運行監控畫面，並對載物小車進行糾偏。慣性導航長距離長時間運行容易產生偏差，因此輔以路徑編碼定位進行實時檢測糾偏。比如，奇偶變換，就可以知道小車跑偏到另一條道上了。同時由於載物小車的寬度小於一條路線上相鄰兩個編碼之間的距離，因此慣性導航只需要在兩個編碼之間進行，掃到下一個編碼後就會進行及時糾偏，以編碼確定的位置覆蓋慣性導航，從而可以減少累積誤差。上位機控制系統對每一條運行線路定製設計監控圖，用於慣性導航的仿真，再利用編碼實際反饋回來的每個載物小車的位置信號進行修正，確保監控圖是一個連貫的運行圖。
所述每次運送任務的優先級別的設置方式為：採用多重級別累計判定，每次運送任務的優先級別＝發送站點的優先級別+接收站點的優先級別+發送物品的重力，其中，發送站點和接收站點的優先級別事先由上位機控制系統設定。比如用於醫院中時，手術室、檢驗科、藥房的優先級別會高於護士站。
所述載物小車採用可充電鋰電池；對載物小車設置電量警戒值，空載的載物小車的電量低於電量警戒值時，自動向上位機控制系統申請充電站點，上位機控制系統控制其前往分配的充電站點充電，待充電值達到開啟電量時自動激活繼續進入收發系統接收任務。所述載物小車的電量警戒值設定為：不低於載物小車在整個小車物流系統中來回運行兩次的電量；優選為30％載物小車電量。當有緊急情況，可以手動激活正在充電的載物小車進入收發系統接收任務；所述載物小車的運行速度與載重貨物重量成反比線性變化。在每個站點配備至少一個充電待機位，該充電待機位僅用於激活狀態小車待機充電，不用於警戒電量充電，可以減少小車長距離運行充電，節省能耗和時間，延長小車工作時間。
所述上位機控制系統根據運送任務任務，就近分配載物小車執行任務，根據載物小車行走時間最短原則，計算載物小車的最短行走路徑，並實時控制載物小車的導航，並及時下達裝卸貨和充電命令。
在所述載物小車與上位機控制系統之間設置多個地面無線收發站，地面無線收發站採用輪詢方式與各載物小車通信。比如地面無線收發站採用wifi通信，載物小車3採用zigbee通信，也就是採用wifi+zigbee組網通信，wifi覆蓋面積大，但容易傳輸阻斷，zigbee覆蓋面積雖小，但響應快。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。