紅外光電導向agv裝置的製作方法

2023-10-20 23:51:17

專利名稱：紅外光電導向agv裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於工業自動化車間的無人車的自動導向系統，尤其涉及紅外光電導向AGV裝置,屬於移動機器人技術領域。
背景技術：
自動導引車輛(Automated Guided Vehicle,簡稱AGV)是現代物流技術的關鍵設·備，隨著自動導引車輛新興市場的發展，對廉價且控制精度高的AGV產生了巨大的需求，車輛建模和控制策略的研究已經發展成為當前研究課題的熱點，AGV作為自動運輸設備，在自動化車間中的沿著預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性能的關鍵因素更是吸引了極大的關注。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，控制系統是AGV的核心內容，而路徑跟蹤控制方法是保證AGV控制精度的關鍵所在。專利申請號為201110306984. 2的中國專利公開了一種車道識別偏離檢測方法，採用圖像處理對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處理，然後對預處理之後的車道圖像進行邊緣檢測，得到車道邊緣圖像，根據得到的車道邊緣圖像基於卡爾曼濾波器的車道跟蹤方法，確定出車道的位置，並在點集優化後的基礎上提取車道參數，然後根據得到的車道參數，擬合提取車道線，最後根據提取的車道線判別AGV車體所在車道的具體狀況，可以實現對車道狀況的檢測。專利申請號為201110054045. 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、後退、停止、左轉、右轉等，AGV根據檢測到的導引頻率的執行不同的動作。專利申請號為201110029304. 7的中國專利公開了一種AGV自動導向系統和控制方法，系統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位姿傳感器的雷射掃描儀構成；控制模塊是由伺服驅動單元和工控機組成，設置控制模塊由內位置環和外位置環構成的雙位置閉環控制模塊；內位置環為電機轉角位置環，外位置環是以雷射掃描讀取AGV位置信號，將外位置環中反饋的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的輸入量。

實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種紅外光電導向AGV裝置及導向控制方法。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現紅外光電導向AGV裝置，包括車體、驅動輪和從動輪以及鋪設於地面的導引反光帶，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動輪，驅動輪均與無刷直流電機驅動控制連接，每隻驅動輪的內側設有速度檢測裝置，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側安裝有紅外標誌檢測裝置，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射器、紅外接收器、緩衝驅動器和主控制單元，紅外接收器經電壓比較器接入至主控制單元，電壓比較器上設有電壓調節電阻，主控制單元上連接解碼器，解碼器連接緩衝驅動器，緩衝驅動器上設有光強可調電阻，緩衝驅動器經掃描指示燈連接紅外發射器，主控制單元上設有通信串口。·本實用新型紅外光電導向AGV裝置的控制方法，按照預設路徑的軌跡在地面鋪設導引反光帶，在需要鋪設動作標誌的位置設置動作標誌；(I )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射紅外光線，紅外光線經過導引反光帶的發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期軌跡也就是導引路線之間的夾角；要求AGV沿著預定的導軌路線循跡前進，設置所述的AGV的目標位置為(0，O)，由紅外光電導向裝置檢測AGV起點的位置是(0，O),根據路徑的規劃，預先設置兩個驅動輪之間的距離是L，前後兩個位置檢測裝置之間的距離是D ；目標位置有兩種情況，當沿著指導路徑循跡時，目標位置為(0，0);當在一些特定轉彎動作標誌位置時，AGV的目標位置為(d, α);在需要轉彎的情況下導引車的控制採用前饋控制，在檢測到動作標誌時，加入對應動作的前饋控制量，當行駛過動作標誌進入循跡過程時，恢復正常循跡；根據AGV車體運行時的相對位置的幾何平面，測量AGV的導軌跟蹤誤差的具體步驟是:AGV的前後兩端各配置一個紅外光電導向裝置，當車輛行駛時，紅外光電導向裝置的發射器按照固定的頻率發射紅外光，接收光電二極體採集反光導引路線反射回來的紅外光佔.兩個紅外光電導向裝置之間的距離固定為D ；預處理AGV車體行駛過程中在同一時刻採集到的從導引路線反射回來的紅外光點序列，接收光電二極體之間的距離固定，根據接收到的發射光點序列得到偏移距離，則前後兩個紅外光電導向裝置採集到的偏移距離分別是Dl，D2 ;設定，當AGV車體偏向左邊時候，測得偏移量是負值，當AGV的車體偏向右邊時候，測得偏移量是正值，當車體現行軌跡與導引路線的夾角偏嚮導引路線左側為逆時針的時候，角度為負值，當偏向右側順時針的時候，角度為正值；(2)檢測得到的數據通過紅外光電導向裝置的標準通信串口和主控單元MCU通信，將位置信息輸入主控單元MCU進行處理；[0020]位置信息的處理通過以下步驟實現根據幾何關係推算出；
權利要求1.紅外光電導向AGV裝置，包括車體、驅動輪和從動輪以及鋪設於地面的導引反光帶，其特徵在於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動輪，驅動輪均與無刷直流電機驅動控制連接，每隻驅動輪的內側設有速度檢測裝置，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側安裝有紅外標誌檢測裝置，車體底部的四端角位置還各安裝一避障傳感器。
2.根據權利要求I所述的紅外光電導向AGV裝置，其特徵在於兩驅動輪之間的軸距為 900mm。
3.根據權利要求I所述的紅外光電導向AGV裝置，其特徵在於所述避障傳感器為GP2Y0A21紅外測距傳感器。
4.根據權利要求I所述的紅外光電導向AGV裝置，其特徵在於所述紅外光電導向裝置包含紅外發射器、紅外接收器、緩衝驅動器和主控制單元，紅外接收器經電壓比較器接入至主控制單元，電壓比較器上設有電壓調節電阻，主控制單元上連接解碼器，解碼器連接緩衝驅動器，緩衝驅動器上設有光強可調電阻，緩衝驅動器經掃描指示燈連接紅外發射器，主控制單元上設有通信串口。
專利摘要本實用新型涉及紅外光電導向AGV裝置，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動輪，驅動輪均與無刷直流電機驅動連接，每隻驅動輪的內側設有速度檢測裝置，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側安裝有紅外標誌檢測裝置，車體底部的四端角位置還各安裝一避障傳感器。採用測量位置偏移量和偏轉角的紅外位置檢測方法，二次線型最優控制和卡爾曼濾波器相結合導引路徑跟蹤策略，很好地實現沿著預定軌跡自動巡航，並能夠保證AGV路徑跟蹤的快速性以及高精度。
文檔編號G05D1/02GK202795055SQ20122046832
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者王偉, 劉勝明, 周勇, 馬浩 申請人:蘇州工業園區永動工業設備有限公司