1、自動導(dǎo)引車基本知識介紹，一、自動導(dǎo)引車基本介紹，二、自動導(dǎo)引車基本結(jié)構(gòu)，四、自動導(dǎo)引車調(diào)度系統(tǒng)，五、自動導(dǎo)引車充電系統(tǒng)，一、自動導(dǎo)引車基本介紹，一、自動導(dǎo)引車基本概念，自動導(dǎo)引車是自動導(dǎo)引車的英文縮寫。指裝有電磁或光學(xué)自動導(dǎo)向裝置的運輸車輛，可沿指定的導(dǎo)向路徑行駛，具有安全保護(hù)和各種轉(zhuǎn)移功能。自動導(dǎo)引車是WMR輪式移動機(jī)器人的一種特殊應(yīng)用。自動導(dǎo)引車(AGV)是一種由電池供電的無人駕駛車輛，裝有非接觸式導(dǎo)向裝置。它的主要功能是在計算機(jī)監(jiān)控下，根據(jù)路徑規(guī)劃和運行要求，準(zhǔn)確地行走和停在指定的地方，完成一系列的運行功能。AGV可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、冶金、郵電、汽車、機(jī)場、碼頭、造紙、煙草、家

2、電、醫(yī)藥、食品、商業(yè)、銀行、出版印刷、國防等行業(yè)。自動導(dǎo)引車(AGV)是指裝有電磁或光學(xué)自動導(dǎo)引裝置的運輸車輛，可沿指定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)和各種移植功能。在計算機(jī)監(jiān)控下，它根據(jù)路徑規(guī)劃和運行要求準(zhǔn)確地行走和停留在指定地點，并完成一系列的運行功能。通過與WMS和制造執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)合，自動導(dǎo)引車實現(xiàn)了倉儲的自動化裝卸管理和貨物空間的靈活動態(tài)分配；分揀由“人到”變?yōu)椤柏浀健?，以提高工作效率，降低勞動?qiáng)度。在工業(yè)4.0背景下，引入自動導(dǎo)向車輛動態(tài)物流系統(tǒng)，改變現(xiàn)有的人工分揀和人工搬運模式，可以有效實現(xiàn)分揀中心的物流自動化。車載控制器、導(dǎo)航模塊、電池模塊、障礙物檢測模塊、報警模塊、充電模塊、通信

3、模塊和行走機(jī)構(gòu)響應(yīng)上層控制系統(tǒng)的指令，通過WIFI或其他傳輸鏈路，行走、停止和移動工作區(qū)域內(nèi)的運輸貨架或其他負(fù)載控制系統(tǒng)軟件，控制AGV的動作。主要控制功能包括地圖管理、路徑導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、自動導(dǎo)引車導(dǎo)航控制、自主充電控制、交通管理、任務(wù)分配、報警信息管理等。AGV、機(jī)械系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全裝置、移植裝置、轉(zhuǎn)向裝置、車輪、車體、行走馬達(dá)、移植馬達(dá)、電池組和充電裝置、信息傳輸和處理裝置、驅(qū)動控制裝置、轉(zhuǎn)向控制裝置、移植控制裝置、安全控制裝置。自動導(dǎo)引車硬件結(jié)構(gòu)。單機(jī)結(jié)構(gòu)的典型自動導(dǎo)引車，自動導(dǎo)引車，按導(dǎo)引方式分為激光導(dǎo)引，慣性導(dǎo)引，磁帶導(dǎo)引，電磁導(dǎo)引，3種。AGV的主要類型有單輪驅(qū)動、

4、差速驅(qū)動、全方位驅(qū)動、叉車、輥道、牽引、背負(fù)、分揀、機(jī)器人、4種。AGV的主要制導(dǎo)方式介紹，激光制導(dǎo)、電磁制導(dǎo)、磁條制導(dǎo)、慣性制導(dǎo)、視覺制導(dǎo)和電磁制導(dǎo)都是比較傳統(tǒng)的制導(dǎo)方式。電磁制導(dǎo)的主要優(yōu)點是隱藏導(dǎo)線，不易污染和破壞，制導(dǎo)原理簡單可靠，控制和通信方便，不干擾聲光，制造成本低，4.1電磁制導(dǎo)，電磁制導(dǎo)原理，1。電磁傳感器主要由兩個感應(yīng)線圈組成，可以同時采集導(dǎo)線的感應(yīng)信號。通過比較兩個線圈中信號的強(qiáng)度，可以得到電磁感應(yīng)傳感器的偏移量，經(jīng)過一定的制導(dǎo)計算，就可以實現(xiàn)自動導(dǎo)引車的電磁制導(dǎo)。磁帶制導(dǎo)技術(shù)類似于電磁制導(dǎo)，最好是在路面上粘貼磁帶，而不是在地下埋設(shè)金屬絲。更容易改變或擴(kuò)展路徑，并且磁帶鋪設(shè)相

5、對簡單。但是，這種導(dǎo)向方法易受環(huán)周圍金屬物質(zhì)的干擾，而且由于膠帶暴露和污染，難以避免機(jī)械損傷，因此導(dǎo)向的可靠性受外界因素影響很大，適用于環(huán)境條件好、地面無金屬物質(zhì)干擾的場合。、4.2磁帶制導(dǎo)、磁導(dǎo)航傳感器檢測點示意圖、磁導(dǎo)航傳感器原理示意圖、慣性制導(dǎo)是在AGV上安裝陀螺儀，并在駕駛區(qū)的地面上安裝定位塊。通過綜合計算陀螺偏差信號和步行距離編碼器，并對地面定位塊信號進(jìn)行比較和校正，自動導(dǎo)引車能夠正確確定自身的位置和方向，從而實現(xiàn)導(dǎo)引。該技術(shù)在航空航天和軍事上應(yīng)用較早，其主要優(yōu)點是技術(shù)先進(jìn)、定位精度高、靈活性強(qiáng)、易于組合和兼容、應(yīng)用領(lǐng)域廣。4.3慣性制導(dǎo)和激光制導(dǎo)有兩種方式：一種是在自動導(dǎo)引車的行進(jìn)

6、路線周圍安裝一個位置精確的激光發(fā)射板。自動導(dǎo)引車通過發(fā)射激光束和同時收集反射板反射的激光束來確定其當(dāng)前位置和方向，并通過連續(xù)的三角形幾何運算實現(xiàn)自動導(dǎo)引車的導(dǎo)引。另一個是自然導(dǎo)向。自然導(dǎo)航是通過激光測距結(jié)合SLAM算法建立一套完整的小車行駛路線圖，不需要任何輔助材料，更加靈活，適合全球部署！4.4激光制導(dǎo)，激光頭探測反射鏡來測量角度和距離，反射鏡在墻壁或設(shè)備上是平的或圓的，激光導(dǎo)航傳感器和反射鏡，激光制導(dǎo)的最大優(yōu)點是自動導(dǎo)引車定位準(zhǔn)確，地面上不需要其他定位設(shè)施，行駛路徑可以靈活多變，可以適應(yīng)各種野外環(huán)境，是目前許多自動導(dǎo)引車制造商首選的先進(jìn)制導(dǎo)方式。技術(shù)很早就被用于航空航天和軍事事務(wù)。其主要優(yōu)

7、點是技術(shù)先進(jìn)，定位精度高，靈活性強(qiáng)。激光導(dǎo)航的缺點是高制造成本和相對高的環(huán)境要求(外部光線、地面要求、能見度要求等)。)。激光制導(dǎo)、叉車AGV和視覺制導(dǎo)的應(yīng)用有兩種：一種是利用攝像機(jī)實時采集行駛路徑周圍環(huán)境的圖像信息，并與已建立的行駛路徑周圍環(huán)境圖像數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行比較，實現(xiàn)對AGV的控制；另一種是基于二維碼的圖像識別方法，利用攝像頭在地面掃描二維碼，通過掃描碼定位技術(shù)實現(xiàn)路徑導(dǎo)航。4.5視覺引導(dǎo)，SLAM是指機(jī)器人在位置不確定的情況下，在完全未知的環(huán)境中創(chuàng)建地圖，并利用該地圖進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航。SLAM問題可以描述為：機(jī)器人在未知環(huán)境中從未知位置移動，在移動過程中根據(jù)位置估計和傳感器數(shù)據(jù)對

8、自身進(jìn)行定位，并構(gòu)建增量地圖。4.6關(guān)于SLAM，定位):機(jī)器人必須知道它在環(huán)境中的位置。映射):機(jī)器人必須記錄環(huán)境中特征的位置(如果你知道自己的位置)。SLAM:定位時建立環(huán)境地圖的基本原則是利用概率統(tǒng)計的方法實現(xiàn)定位，通過多特征匹配減少定位誤差。Sk代表通過傳感器測試獲得的數(shù)據(jù)，Mk-1代表在k-1時間的局部地圖，Rk代表在k時間的機(jī)器人姿態(tài)。SLAM的基本過程，IAGV(南江機(jī)器人)，SLAM制導(dǎo)的應(yīng)用，5。自動導(dǎo)引車的驅(qū)動模式介紹，5.1單輪驅(qū)動，轉(zhuǎn)向齒輪模塊，適用于叉車自動導(dǎo)引車的轉(zhuǎn)向齒輪模塊，5.2差動驅(qū)動，差動驅(qū)動模塊，背負(fù)式自動導(dǎo)引車，麥克納木輪：這種全方位移動模式是基于一個中

9、心輪的原理，該中心輪周圍有許多軸，這是由5.3全方位驅(qū)動，麥克納木輪，根據(jù)各自車輪的方向和速度， 這些力的最終組合在任何需要的方向上產(chǎn)生合力矢量，從而確保平臺可以在最終合力矢量的方向上自由移動，而不改變車輪本身的方向。 許多小滾輪斜著分布在輪緣上，所以輪子可以橫向滑動。小滾子的母線非常特殊。當(dāng)一個輪子繞一個固定的輪軸轉(zhuǎn)動時，每個小滾輪的包絡(luò)面都是一個圓柱面，所以輪子可以連續(xù)向前滾動。麥克納穆爾車輪是一款成功的全向車輪，結(jié)構(gòu)緊湊且靈活，麥克納莫爾輪的原理，麥克納莫爾輪的應(yīng)用，6。AGV移植方法介紹，叉車，輥道，牽引，背負(fù)，分揀和機(jī)器人，3。自動導(dǎo)引車控制系統(tǒng)，磁導(dǎo)航自動導(dǎo)引車控制系統(tǒng)原理：車載控

10、制系統(tǒng)采集信號，如磁導(dǎo)航傳感器、射頻識別地標(biāo)傳感器、漫反射紅外探測傳感器、防撞膠條和面板控制按鈕等。自動導(dǎo)引車控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、操作面板、安全感應(yīng)系統(tǒng)、射頻識別、地標(biāo)傳感器、1.2磁導(dǎo)航自動導(dǎo)引車系統(tǒng)架構(gòu)、自動導(dǎo)引車小車系統(tǒng)架構(gòu)、1.3站號自動識別(射頻識別)，射頻識別系統(tǒng)是一種具有廣闊應(yīng)用前景的自動識別系統(tǒng)。基本的射頻識別系統(tǒng)由射頻識別標(biāo)簽和射頻識別閱讀器組成，標(biāo)簽的存儲容量高達(dá)32K位。根據(jù)不同的頻段和射頻的應(yīng)用，射頻識別技術(shù)可以識別幾厘米到幾十米范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽，并能在運動中實時讀取它們。通過在AGV路徑旁放置非接觸式射頻卡，車載射頻卡讀卡器可以實時讀取射頻卡中存儲的大量信息

11、，如加減速、路徑號、站號、倉庫號、等待時間等，很好地解決了視覺識別特征帶來的實時性和模糊性問題。在無人運輸車輛的頭部安裝一個射頻識別讀卡器，與無人運輸車輛控制系統(tǒng)連接，然后在軌道節(jié)點安裝一個電子標(biāo)簽，并在每個節(jié)點上給電子標(biāo)簽一個標(biāo)識號和定義。例如，節(jié)點A代表要轉(zhuǎn)彎的自動導(dǎo)引車，由標(biāo)識號0001表示。一旦運輸車輛通過甲地，射頻識別讀卡器系統(tǒng)將讀取甲地電子標(biāo)簽的識別號，并根據(jù)識別號的具體指示做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎動作。如圖：射頻識別現(xiàn)場應(yīng)用，自動導(dǎo)引車安全系統(tǒng)不僅要保護(hù)自動導(dǎo)引車，還要保護(hù)人或其他地面設(shè)備。其安全保護(hù)方法可分為兩類：接觸保護(hù)系統(tǒng)和非接觸保護(hù)系統(tǒng)。2.1 .接觸式避障系統(tǒng)，AGV小車避障系統(tǒng)

12、，2。自動導(dǎo)引車的安全系統(tǒng)，一般的紅外測距采用三角形測距原理。紅外發(fā)射器以一定的角度發(fā)射紅外光束，遇到物體后，光線會反射回來。在檢測到反射光之后，可以通過結(jié)構(gòu)中的幾何三角形關(guān)系來計算物距D。2.2非接觸式避障系統(tǒng)主要有視覺傳感器、激光傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器等。激光，激光測距傳感器使用激光來測量到被測物體的距離或被測物體的位移。常用的測距方法是脈沖激光器發(fā)射持續(xù)時間很短的脈沖激光，經(jīng)過待測距離后，射向待測目標(biāo)，回波返回并被光電探測器接收。根據(jù)主波信號和回波信號之間的間隔，即激光脈沖和被測目標(biāo)之間的往返時間，可以計算出被測目標(biāo)的距離。由于光速很快，在測量小距離時光束的往返時間很短，所以這

13、種方法不適合測量高精度(亞毫米級)的距離。一般來說，如果精度很高，通常使用三角測量法和相位法。激光相位差測距原理示意圖、機(jī)械防撞機(jī)構(gòu)、由激光障礙物傳感器(探測范圍0.180度，探測距離0.3m可調(diào))和雷達(dá)掃描儀組成的安全保護(hù)裝置，確保安全運行。在0.20.5米內(nèi)檢測到障礙物，制動停止。當(dāng)檢測到障礙物進(jìn)入安全警告區(qū)域時，自動導(dǎo)引車減速并發(fā)出警告聲；自動導(dǎo)引車在檢測到障礙物進(jìn)入危險區(qū)域時自動停止，并在障礙物被清除后自動恢復(fù)運行。自動導(dǎo)向小車前面有一個接觸式傳感器保險杠。當(dāng)保險杠與障礙物碰撞時，自動導(dǎo)引車將停止保護(hù)，障礙物清除后自動導(dǎo)引車將自動恢復(fù)運行。自動導(dǎo)向小車具有離線保護(hù)和自動糾偏功能。2.3

14、自動導(dǎo)引車安全系統(tǒng)、激光導(dǎo)航自動導(dǎo)引車控制系統(tǒng)的應(yīng)用。介紹激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)和激光制導(dǎo)自動導(dǎo)引車控制系統(tǒng)，自動導(dǎo)引車控制系統(tǒng)可分為兩部分：地面控制系統(tǒng)和車載控制系統(tǒng)。1.地面控制系統(tǒng)，即地面固定設(shè)備，主要負(fù)責(zé)任務(wù)分配、車輛調(diào)度、交通管理、電池充電等功能。2.車載控制系統(tǒng)，即車載移動設(shè)備，在接收到上層系統(tǒng)的指令后，負(fù)責(zé)自動導(dǎo)引車的引導(dǎo)、路線選擇、小車行走、裝卸作業(yè)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：外部系統(tǒng)、自動充電站、地面控制系統(tǒng)、車載控制系統(tǒng)、開關(guān)、無線接入點、無線接入點、激光導(dǎo)航儀、激光防撞、主控計算機(jī)、監(jiān)控計算機(jī)、反光鏡、輸入輸出設(shè)備等。手動控制器、行走電機(jī)、轉(zhuǎn)角電機(jī)、行走控制器、轉(zhuǎn)角控制器、AGV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

15、、AGV系統(tǒng)運行模式、地面控制系統(tǒng)、圖形監(jiān)控、上位控制計算機(jī)、外圍IO設(shè)備、AGV、AGV地面控制系統(tǒng)接收到上位控制計算機(jī)發(fā)送的任務(wù)啟動命令后，啟動相應(yīng)的物料搬運任務(wù)。車輛管理部根據(jù)自動導(dǎo)引車的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)安排自動導(dǎo)引車執(zhí)行任務(wù)，并通過無線電向自動導(dǎo)引車發(fā)送命令。自動導(dǎo)引車隨時報告車輛位置、狀態(tài)信息和任務(wù)執(zhí)行信息。交通管理人員根據(jù)每輛自動導(dǎo)引車的位置，確定每輛自動導(dǎo)引車下一步應(yīng)該走的路線。任務(wù)管理根據(jù)自動導(dǎo)引車任務(wù)執(zhí)行信息向上位機(jī)報告。必要時，地面控制系統(tǒng)使用輸入輸出模塊控制外圍設(shè)備，如通過數(shù)字輸入輸出模塊啟動或停止充電站。地面控制系統(tǒng)將各種自動導(dǎo)引車系統(tǒng)的運行狀態(tài)發(fā)送給圖形監(jiān)控系統(tǒng)，圖形監(jiān)控

16、系統(tǒng)利用這些運行狀態(tài)建立各種監(jiān)控界面，供系統(tǒng)維護(hù)人員對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。自動導(dǎo)引車系統(tǒng)操作模式，1。系統(tǒng)架構(gòu)，服務(wù)層，采集層，4。自動導(dǎo)引車調(diào)度系統(tǒng)，自動導(dǎo)引車調(diào)度系統(tǒng)同時通過局域網(wǎng)或控制現(xiàn)場自動導(dǎo)引車的接口程序，調(diào)度系統(tǒng)可以提供(OPC等。)將數(shù)據(jù)上傳至企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)或制造執(zhí)行系統(tǒng)。2.軟件系統(tǒng)架構(gòu)1。自動導(dǎo)引車任務(wù)調(diào)度，自動導(dǎo)引車任務(wù)調(diào)度的功能是與自動導(dǎo)引車通信，從空閑的自動導(dǎo)引車中選擇一輛，引導(dǎo)自動導(dǎo)引車按照一定的路線完成運輸。2。實時路徑規(guī)劃，即根據(jù)選擇的自動導(dǎo)引車位置和目標(biāo)站位置，給自動導(dǎo)引車最優(yōu)的路徑回復(fù)，引導(dǎo)自動導(dǎo)引車按照規(guī)劃的路徑完成運輸功能。系統(tǒng)功能，交通控制，在某些特定的區(qū)域

17、，由于空間原因或技術(shù)要求，只有一輛自動導(dǎo)引車可以同時通過，或者兩輛自動導(dǎo)引車不能迎面行駛，所以需要一個調(diào)度系統(tǒng)來管理自動導(dǎo)引車，引導(dǎo)一輛自動導(dǎo)引車先通過，其他自動導(dǎo)引車按一定的順序通過一次，這個過程稱為交通控制，4?，F(xiàn)場設(shè)備信號采集和動作控制：客戶現(xiàn)場的一些設(shè)備需要與自動導(dǎo)向車進(jìn)行物理對接，以實現(xiàn)物料的自動卸載。在這種情況下，需要通過調(diào)度系統(tǒng)采集現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)信息，有時需要發(fā)送信號來控制現(xiàn)場設(shè)備的動作。5。調(diào)度系統(tǒng)的任務(wù)信息可能來自于制造執(zhí)行系統(tǒng)或企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)，也有義務(wù)向制造執(zhí)行系統(tǒng)或企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)報告任務(wù)執(zhí)行結(jié)果和狀態(tài)查詢。任務(wù)查詢、任務(wù)發(fā)布、任務(wù)修改或取消、任務(wù)狀態(tài)報告、5.1狀態(tài)查詢、傳感器狀態(tài)(障礙物減速等)。)、當(dāng)前運行速度、運行狀態(tài)(待機(jī)、啟動、關(guān)機(jī)等)、擴(kuò)展輸入/輸出端口狀態(tài)、對接機(jī)構(gòu)狀態(tài)、當(dāng)前運行方向、當(dāng)前電池電壓、自動導(dǎo)引車當(dāng)前位置、任務(wù)類型(特定自動導(dǎo)引車任務(wù))任務(wù)詳細(xì)信息(起始站、目標(biāo)站、產(chǎn)品類型、產(chǎn)品數(shù)量等)。)、任務(wù)標(biāo)識、任務(wù)開始和結(jié)束時間、任務(wù)執(zhí)