CN105824315B - 一种agv自动引导系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种AGV自动引导系统及其方法，系统包括总控系统(1)、现场控制器(2)、通信模块(3)、电机驱动模块(4)、行走机构(5)、导向机构(6)、四个磁传感器(7)和磁导轨(8)；本发明设置两条具有不同频率的磁条导轨，正常运行状态下，四个磁传感器呈矩形设置在AGV底盘上，分别读取左右两个磁条导轨的频率，避免受到额外干扰；当小车偏离轨道时，可以结合磁传感器丢失信号时间、小车速度以及导轨间距，计算出偏离角度，计算复杂度低，能够有效降低控制器的运算任务量，因此在同等硬件条件下能够有效减小控制延时，降低引导误差。
Description
技术领域
本发明涉及输送机械，特别是涉及一种AGV自动引导系统及其方法。
背景技术
AGV即自动导航小车，是指装备设有电磁或光学等自动导引装置的运输车，它能够沿规定的导引路径行驶。
目前的磁导航系统AGV一般由单排或者双排装在AGV车体底盘上的磁传感器阵列和一个贴在工作区的磁条导轨组成，这样的导航系统，在运行时，虽然也能是AGV沿着磁道运行，但是由于由于传感器上霍尔元件距离的原因，使得计算出来的距离偏差、角度偏差与实际偏差存在一定误差，增加磁传感器的数量可以在一定程度上减小距离偏差、角度偏差与实际偏差之间的误差，但是这样就增加了控制器的运算任务量，而且在运行过程中，由于磁传感器数量较多，它们之间很容易产生干扰，导致读取结果出现错误。采用单排传感器时，当AGV处在中间位置时，没有准确的标志反映此时AGV的角度偏差，很可能是AGV越过磁条导轨，导致AGV在磁导轨附近做微量的摆动，最终导致AGV的导向机构快速磨损，降低了AGV运行的稳定性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种AGV自动引导系统及其方法，采用双磁传感器双磁导轨来实现AGV的自动引导，具有成本低，干扰低，同时定位准确的优势。
本发明所采用的技术方案是：
一种AGV自动引导系统，包括总控系统、现场控制器、通信模块、电机驱动模块、行走机构、导向机构、四个磁传感器和磁导轨；
所述总控系统，包括人机交互模块和信息处理模块，用于根据需求规划AGV所述总控系统，包括人机交互模块和信息处理模块，用于根据需求规划AGV的行走路径、方向、停靠工位并下发控制命令，同时接收AGV行车状态信息并显示；
所述通信模块，用于进行总控系统与AGV现场控制器之间的信息传递；
所述现场控制器，用于通过通信模块接收并分析处理总控系统下发的AGV行走路径、方向、停靠工位的命令信息，同时根据磁传感器采集到的AGV运行状态信息对电机驱动模块进行控制并将AGV状态信息进行上传；
所述电机驱动模块，与现场控制器电连接，用于接收现场控制器发送的电机控制命令，驱动电机转动；
所述行走机构，与电机驱动模块电连接，包括设置在AGV机架底部的行走电机和行走轮；
所述导向机构，与电机驱动模块电连接，包括双向电机和万向轮，用于AGV的导向；
四个磁传感器，与现场控制器电连接，所述四个磁传感器呈矩形设置在AGV机架底部，矩形的中线与AGV前进方向平行，用于读取磁导轨频率信息；
磁导轨，由并行铺设在地板下的两条具有不同频率的磁条组成，磁条宽度为磁传感器读写头的2～4倍。
一种AGV自动引导方法，包括以下步骤：
步骤1，将AGV放置在起始位置，使左右两列四个磁传感器同时读取左右两条磁导轨频率，保证AGV启动时，其行进方向严格按照磁导轨方向行走；
步骤2，现场控制器接收远程总控系统规划的小车路径、方向及停靠工位信息，并向电机驱动装置发送电机控制信息，带动AGV按规划路径运行；
步骤3，现场控制器接收四个磁传感器实时采集的频率信息，并分析判断AGV当前的运行状态，根据不同的读取状态，分别采取不同的校正策略；
步骤4，读取到目标工位信息，现场控制器控制AGV停车。
作为优选，步骤3中，AGV偏离轨道时，现场控制器引导AGV进行方向校正包括以下步骤：
步骤301，现场控制器接收四个磁传感器实时采集的频率信息，若出现左前或者右前磁传感器丢失信号而另外三个传感器读取正常时，执行步骤302；若出现前两个磁传感器同时丢失信号，则执行步骤304；
步骤302，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，对AGV前进方向进行0.5°角度偏转控制，执行步骤303；
步骤303，经过预定时间t后，左前或者右前磁传感器依然没有读取到其初始对应磁条频率，则跳转至步骤302执行角度偏转控制；若左前或者右前磁传感器读取到其初始对应磁条频率，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，控制AGV方向回正，并执行步骤301；
步骤304，现场控制器记录前排两个磁传感器丢失信号时间t1、其中一个磁传感器读取到的另一条磁导轨频率的时间t2，得到磁传感器从丢失信号到读取不同频率的时间Δt＝t2-t1；根据公式(1)计算AGV偏离角度α，
其中d为两条磁条导轨的间距，v为AGV的运行速度，然后执行步骤305；
步骤305，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，对AGV前进方向进行2α角度偏转控制，使AGV回归磁条导轨，然后执行步骤306；
步骤306，当另一个磁传感器重新读取其初始对应磁条频率时，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，对AGV前进方向进行α角度偏转控制，完成AGV方向校正，并跳转至步骤301。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明设置两条具有不同频率的磁条导轨，正常运行状态下，两个磁传感器分别读取左右两个磁条导轨的频率，避免受到额外干扰；当小车偏离轨道时，可以结合磁传感器丢失信号时间、小车速度以及导轨间距，计算出偏离角度，计算复杂度低，能够有效降低控制器的运算任务量，因此在同等硬件条件下能够有效减小控制延时，降低引导误差；本发明中只使用两个磁传感器，有效降低了设计成本；在方向校正过程中两个磁传感器同时读取到两条磁条轨道上的频率及证明小车方向以校正完毕，不会出现小车在磁条导轨附近发生摆动。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种AGV自动引导系统的结构框图。
图2图3为本发明实施例提供的一种AGV自动引导方法流程图。
图中所示：1.总控系统，2.现场控制器，3.通信模块，4.电机驱动模块，5.行走机构，6.导向机构，7.磁传感器，8.磁导轨
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图1，该图为本发明实施例提供的一种AGV自动引导系统，包括总控系统1、现场控制器2、通信模块3、电机驱动模块4、行走机构5、导向机构6、两个磁传感器7和磁导轨8；
所述总控系统1，包括人机交互模块和信息处理模块，操作人员根据设计需求或者工作内容通过人机交互模块规划AGV的行走路径、方向、停靠工位，信息处理模块接收人机交互模块信息处理编译后下发控制命令，同时将接收到的AGV行车状态信息通过人机交互模块显示给操作人员；
所述通信模块3，用于进行总控系统1与AGV现场控制器2之间的信息传递，采用无线通信方式；
所述现场控制器2，作为AGV控制核心，主要用于接收并分析处理总控系统1下发的AGV行走路径、方向、停靠工位的命令信息，通过电机驱动模块4驱动行走机构5行进或停车、驱动导向机构6转向，同时根据磁传感器7读取到的频率信息分析AGV运行状态，自动判断是否进行方向校正，同时将AGV状态信息通过通信模块3上传给总控系统1；
所述电机驱动模块4，与现场控制器2电连接，用于接收现场控制器2发送的电机控制命令，驱动行走机构5和导向机构6工作；
所述行走机构5、导向机构6均与电机驱动模块4电连接，行走机构5包括设置在AGV机架底部的行走电机和多个行走轮；导向机构6包括一个双向电机和一个万向轮，用于AGV的导向；
四个磁传感器7呈矩形设置在AGV机架底部，矩形的中线与AGV前进方向平行，磁导轨8由并行铺设在地板下的两条具有不同频率的磁条组成，正常工作时左右两列四个磁传感器7分别读取左右两条磁传感器的频率信息，当由于小车轨迹偏离，左右两列磁传感器读取的频率会发生改变，现场控制器据此来判断小车的运行状态，以控制导向机构进行方向引导。
本发明还提供了一种AGV自动引导方法，如图2图3所示，包括以下步骤：
步骤1，将AGV放置在起始位置，使左右两列四个磁传感器同时读取左右两条磁导轨频率，保证AGV启动时，其行进方向严格按照磁导轨方向行走；
步骤2，现场控制器接收远程总控系统规划的小车路径、方向及停靠工位信息，并向电机驱动装置发送电机控制信息，带动AGV按规划路径运行；
步骤3，现场控制器接收四个磁传感器实时采集的频率信息，并分析判断AGV当前的运行状态，根据不同的读取状态，分别采取不同的校正策略；
步骤4，读取到目标工位信息，现场控制器控制AGV停车。
步骤3中，AGV偏离轨道时，现场控制器引导AGV进行方向校正包括以下步骤：
步骤301，现场控制器接收四个磁传感器实时采集的频率信息，若出现左前或者右前磁传感器丢失信号而另外三个传感器读取正常时，执行步骤302；若出现前两个磁传感器同时丢失信号，则执行步骤304；
步骤302，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，对AGV前进方向进行0.5°角度偏转控制，执行步骤303；
步骤303，经过预定时间t后，左前或者右前磁传感器依然没有读取到其初始对应磁条频率，则跳转至步骤302执行角度偏转控制；否则现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，控制AGV方向回正，并执行步骤301；
步骤304，现场控制器记录前排两个磁传感器丢失信号时间t1、其中一个磁传感器读取到的另一条磁导轨频率的时间t2，得到磁传感器从丢失信号到读取不同频率的时间Δt＝t2-t1；根据公式(1)计算AGV偏离角度α，
其中d为两条磁条导轨的间距，v为AGV的运行速度，然后执行步骤305；
步骤305，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，对AGV前进方向进行2α角度偏转控制，使AGV回归磁条导轨，然后执行步骤306；
步骤306，当另一个磁传感器重新读取其初始对应磁条频率时，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，对AGV前进方向进行α角度偏转控制，完成AGV方向校正，并跳转至步骤301。
说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。
Claims (2)
1.一种AGV自动引导系统，其特征在于：包括总控系统(1)、现场控制器(2)、通信模块(3)、电机驱动模块(4)、行走机构(5)、导向机构(6)、四个磁传感器(7)和磁导轨(8)；
所述总控系统(1)，包括人机交互模块和信息处理模块，用于根据需求规划AGV的行走路径、方向、停靠工位并下发控制命令，同时接收AGV行车状态信息并显示，信息处理模块接收人机交互模块信息处理编译后下发控制命令，同时将接收到的AGV行车状态信息通过人机交互模块显示给操作人员；
所述通信模块(3)，用于进行总控系统(1)与AGV现场控制器(2)之间的信息传递；
所述现场控制器(2)，用于通过通信模块(3)接收并分析处理总控系统(1)下发的AGV行走路径、方向、停靠工位的命令信息，通过电机驱动模块(4)驱动行走机构(5)行进或停车、驱动导向机构(6)转向，同时根据磁传感器采集到的频率信息分析AGV运行状态信息对电机驱动模块(4)进行控制，自动判断是否进行方向校正，并将AGV状态信息进行上传；
所述电机驱动模块(4)，与现场控制器(2)电连接，用于接收现场控制器(2)发送的电机控制命令，驱动电机转动，驱动行走机构(5)和导向机构(6)工作；
所述行走机构(5)，与电机驱动模块(4)电连接，包括设置在AGV机架底部的行走电机和行走轮；
所述导向机构(6)，与电机驱动模块(4)电连接，包括双向电机和万向轮，用于AGV的导向；
四个磁传感器(7)，与现场控制器(2)电连接，所述四个磁传感器呈矩形设置在AGV机架底部，矩形的中线与AGV前进方向平行，用于读取磁导轨频率信息；
磁导轨(8)，由并行铺设在地板下的两条具有不同频率的磁条组成，正常工作时左右两列四个磁传感器(7)分别读取左右两条磁传感器的频率信息，当由于小车轨迹偏离，左右两列磁传感器读取的频率会发生改变，现场控制器(2)据此判断小车的运行状态，以控制导向机构(6)进行方向引导，磁条宽度为磁传感器读写头的2～4倍。
2.一种AGV自动引导方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将AGV放置在起始位置，使左右两列四个磁传感器同时读取左右两条磁导轨频率，其中，四个磁传感器呈矩形设置在AGV机架底部，矩形的中线与AGV前进方向平行，保证AGV启动时，其行进方向严格按照磁导轨方向行走，磁导轨由并行铺设在地板下的两条具有不同频率的磁条组成，正常工作时左右两列四个磁传感器分别读取左右两条磁传感器的频率信息；
步骤2，现场控制器接收远程总控系统规划的小车路径、方向及停靠工位信息，并向电机驱动装置发送电机控制信息，带动AGV按规划路径运行；
步骤3，现场控制器接收四个磁传感器实时采集的频率信息，并分析判断AGV当前的运行状态，根据不同的读取状态，分别采取不同的校正策略；
AGV偏离轨道时，现场控制器引导AGV进行方向校正包括以下步骤：
步骤301，现场控制器接收四个磁传感器实时采集的频率信息，若出现左前或者右前磁传感器丢失信号而另外三个传感器读取正常时，执行步骤302；若出现前两个磁传感器同时丢失信号，则执行步骤304；
步骤302，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，对AGV前进方向进行0.5°角度偏转控制，执行步骤303；
步骤303，经过预定时间t后，左前或者右前磁传感器依然没有读取到其初始对应磁条频率，则跳转至步骤302执行角度偏转控制；若左前或者右前磁传感器读取到其初始对应磁条频率，现场控制器向电机驱动装置发送双向电机控制命令，控制AGV方向回正，并执行步骤301；
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其中d为两条磁条导轨的间距，v为AGV的运行速度，然后执行步骤305；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190614 Termination date: 20200427 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |