CN106502242B - 一种自动导引车的运行路面检测系统及方法 - Google Patents
一种自动导引车的运行路面检测系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于激光测距领域，提供一种自动导引车的运行路面检测系统及方法，包括激光测距传感器、与自动导引车的电机连接的电机编码器、分别与自动导引车的电机和电机编码器连接的电机驱动器、主控器以及连接在激光测距传感器、电机驱动器与主控器之间的通信模块，激光测距传感器为漫反射型激光测距传感器，其固定在自动导引车的车体上部，并按固定频率和固定倾斜角度向自动导引车的运行路面发射检测激光，该检测激光包括多路位于同一平面内且相邻光束之间夹角相同的激光束。本发明通过漫反射型激光距离传感器按固定频率和固定倾斜角度向路面发射多路位于同一平面内且相邻光束之间夹角相同的激光束，可实现对自动导引车运行路面的沟道尺寸和障碍物尺寸的检测。
Description
技术领域
本发明属于激光测距领域，尤其涉及一种自动导引车的运行路面检测系统及方法。
背景技术
自动导引车及巡航机器设备广泛应用于无人工厂自动装配转运车间、电力变电站等领域。然而，这些自动导引车及巡航机器设备只能自动运行于规划好的路径和环境中，只能检测到人或物等突出于地面的障碍物，对于地面沟道则无法准确检测，导致其应用范围受到很大局限。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种自动导引车的运行路面检测系统及方法，旨在解决现有技术中自动导引车及巡航机器设备只能自动运行于规划好的路径和环境中，只能检测到人或物等突出于地面的障碍物，对于地面沟道则无法准确检测，应用范围受到局限的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种自动导引车的运行路面检测系统，包括激光测距传感器、与自动导引车的电机连接的电机编码器、分别与自动导引车的电机和所述电机编码器连接的电机驱动器、主控器以及连接在所述激光测距传感器、所述电机驱动器与所述主控器之间的通信模块，所述激光测距传感器为漫反射型激光测距传感器，其固定在自动导引车的车体上部，并按固定频率和固定倾斜角度向自动导引车的运行路面发射检测激光，所述检测激光包括多路位于同一平面内且相邻光束之间夹角相同的激光束。
优选的，所述通信模块包括接口转换芯片及静电保护单元，所述接口转换芯片通过第一RS232接口与所述激光测距传感器连接、并通过与所述第一RS232接口对应的第一TTL电平通用异步串行通信接口与所述主控器连接并双向通信，所述接口转换芯片还通过第二RS232接口与所述电机驱动器连接、并通过与所述第二RS232接口对应的第二TTL电平通用异步串行通信接口与所述主控器连接并双向通信，所述静电保护单元一端接数字地、另一端分别与所述第一RS232接口和所述第二RS232接口连接。
优选的，所述电机驱动器包括与所述电机连接的电机驱动芯片、与所述电机驱动芯片连接的连接座子以及一端与所述电机和所述电机驱动芯片共接、另一端接地的电机驱动保护单元，所述电机驱动芯片通过所述第一TTL电平通用异步串行通信接口与所述通信模块连接，所述电机驱动芯片通过所述连接座子与所述电机编码器连接，所述电机驱动保护单元包括反向电压驱动保护器和滤波电容组。
优选的，所述主控器包括主控芯片、与所述主控芯片连接的晶振时钟电路和烧写接口，所述主控芯片分别通过所述第一TTL电平通用异步串行通信接口和所述第二TTL电平通用异步串行通信接口与所述通信模块连接并双向通信。
优选的，所述主控器还包括与电源、所述主控芯片和数字地连接，以消除电源的高频噪声的电源滤波电路，所述电源滤波电路包括磁珠和旁路小电容组。
优选的，所述主控器还包括连接与电源、所述主控芯片和数字地连接，以复位所述主控器的复位电路，所述复位电路包括复位开关。
优选的，所述主控器还包括连接在电源和所述主控芯片之间，以指示所述自动导引车的运行自动导引车的运行路面检测系统的工作状态的LED显示电路。
本发明实施例还提供一种自动导引车的运行路面检测方法，所述方法通过控制如前所述的自动导引车的运行路面检测系统来执行，用于检测地面沟道或障碍物的尺寸和检测到沟道或障碍物时的最大刹车时间，该方法包括：
漫反射型激光测距传感器按固定频率和固定倾斜角度α向自动导引车的运行路面发射n路检测激光束，以检测n个地面反射点与漫反射型激光距离传感器之间的n个距离值Sn，所述n路检测激光束位于同一平面且相邻检测激光束之间的夹角均为θ；
电机驱动器驱动自动导引车的电机运转以带动车轮转动；
编码器实时检测电机的当前转速ω并反馈给电机驱动器；
通信模块将所述n个距离值Sn和所述电机的当前转速ω传递给主控器；
主控器检测同一时间发射的n路检测激光束检测到的n个距离值Sn大于或小于正常距离值的数量m，并检测多个频率周期内发射的检测激光束检测到的距离值Sn持续大于或小于正常距离值时的持续时间ΔT；
主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面沟道或障碍物的尺寸和检测到沟道或障碍物时的最大刹车时间；
其中，1≤n＜π/θ，1≤m≤n，且n为正整奇数，m为正整数。
优选的，所述主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面沟道的尺寸和检测到沟道时的最大刹车时间的计算方法具体为：
对所述m个数值大于正常距离值的距离值Sn取平均值Sm1；
根据公式L01＝Sm1*tan(m*θ)初步估算地面沟道的长度L01；
若所述n路检测激光束中，第i到第j束激光检测到的距离值大于正常值，则当
或
时，根据公式：
精确计算地面沟道的长度L1；
当
时，根据公式：
精确计算地面沟道的长度L1；
其中，Si为第i束检测激光检测到的距离值，Sj为第j束检测激光检测到的距离值；
根据公式W1＝V*ΔT，
计算地面沟道的宽度W1，其中，V为自动导引车的运行速度，π为圆周率，
为已知的自动导引车的车轮直径；
根据公式H1＝ΔS1*cosα，ΔS1＝Sm1-S0计算地面沟道的深度H1，其中，S0为已知的正常距离值；
根据公式ΔT1max＝Wmax/V计算检测到沟道时的最大刹车时间ΔT1max，其中，Wmax为已知的自动导引车所允许跨越的沟道的最大宽度；
根据公式hmin＝Wmax/tanα计算漫反射型激光测距传感器安装在自动导引车上的最小高度hmin。
优选的，所述主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面障碍物的长度、宽度、高度和检测到障碍物时的最大刹车时间的计算方法具体为：
对所述m个数值小于正常距离值的距离值Sn取平均值Sm2；
根据公式L02＝Sm2*tan(m*θ)初步估算地面障碍物的长度L02；
若所述n路检测激光束中，第i到第j束激光检测到的距离值小于正常值，则当
或
时，根据公式：
精确计算地面障碍物的长度L1；
当
时，根据公式：
精确计算地面障碍物的长度L2；其中，Si为第i束检测激光检测到的距离值，Sj为第j束检测激光检测到的距离值；
根据公式W2＝V*ΔT，
计算地面障碍物的宽度W2，其中，V为自动导引车的运行速度，π为圆周率，
为已知的自动导引车的车轮直径；
根据公式H2＝ΔS2*cosα，ΔS2＝Sm2-S0计算地面障碍物的高度H2，其中，S0为已知的正常距离值；
当H2≥Hmax时，根据公式ΔT2max＝(h-H2)tanα/V，计算检测到障碍物时的最大刹车时间ΔT2max，其中，Hmax为已知的自动导引车所允许跨越的障碍物的最大高度，h为已知的漫反射型激光测距传感器安装在自动导引车上的高度。
本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：通过采用漫反射型激光距离传感器，按固定频率向自动导引车的运行路面发射多路位于同一平面内且相邻光束之间夹角相同的激光束，方便后续通过相应的算法对路面沟道的长度、宽度、深度和自动导引车检测到沟道时的最大刹车时间以实现对路面沟道的检测；通过在通信模块中设置静电保护单元，可有效抑制激光距离传感器和电机驱动器通过所述通信模块与主控器进行数据通信时，通信线路中所产生的瞬间高压，防止第一串行数据通信接口被高压损坏；通过在电机驱动器中设置反向电压驱动保护器，可在断电情况下，有效避免自动导引车的电机受外力转动所产生的反向电压损坏电机驱动器；通过在电机驱动器中设置滤波电容组，可有效抑制电源线路产生高频噪声，避免高频噪声影响自动导引车的电机的运转性能；通过在主控器中设置晶振时钟电路，为主控器提供精确的工作时钟；通过在主控器中设置扫写接口，方便对主控器的内部程序进行烧写和调试；通过在主控器中设置电源滤波电路，可有效率出电源线路产生的高频噪声；通过在主控器中设置复位电路，可在对主控器进行调试时，对系统进行复位；通过在主控器中设置LED指示电路，可以实时显示运行自动导引车的运行路面检测系统的工作状态是否正常；通过自动导引车的运行路面检测系统中各器件来检测自动导引车运行路面上的沟道或障碍物的尺寸和检测到沟道或障碍物时的最大刹车时间，使得所述自动导引车可以在规定路线以外的任意路面环境中工作，可实时检测路面沟道或障碍物情况，并在检测到沟道宽度大于可跨越的最大宽度或障碍物的高度大于最大可跨越高度时，及时刹车，避免掉进沟道造成车辆损坏。
附图说明
图1是本发明实施例提供的自动导引车的运行路面检测系统的基本结构框图；
图2是本发明的优选实施例提供的自动导引车的运行路面检测系统的具体结构框图；
图3是本发明的优选实施例提供的通信模块的电路结构示意图；
图4和图5是本发明的优选实施例提供的电机驱动器与电机编码器连接时，电机驱动器的电路结构示意图；
图6和图7是本发明的优选实施例提供的电机驱动电路控制自动导引车的电机时，电机驱动器的电路结构示意图；
图8是本发明的优选实施例提供的主控器的电路结构示意图；
图9是本发明的优选实施例提供的利用自动导引车的运行路面检测方法，来检测路面沟道的长度的原理示意图；
图10是本发明的优选实施例提供的利用自动导引车的运行路面检测方法，来检测路面沟道的深度的原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的自动导引车的运行路面检测系统的基本结构框图。
如图1所示，本发明实施例提供的运行自动导引车的运行路面检测系统，包括激光测距传感器10、与自动导引车的电机20连接的电机编码器30、与自动导引车的电机20和电机编码器30连接的电机驱动器40、主控器60以及连接在激光测距传感器10、电机驱动器40和主控器60之间的通信模块50，所述激光测距传感器10为漫反射型激光测距传感器。
图2是本发明的优选实施例提供的自动导引车的运行路面检测系统的具体结构框图。
如图2所示，通信模块50包括接口转换芯片51及静电保护单元52，所述接口转换芯片51通过第一RS232接口511与所述激光测距传感器10连接、并通过与所述第一RS232接口511对应的第一TTL电平通用异步串行通信接口512与主控器60连接并双向通信，接口转换芯片51还通过第二RS232接口521与电机驱动器40连接、并通过与所述第二RS232接口521对应的第二TTL电平通用异步串行通信接口522与所述主控器60连接并双向通信，所述静电保护单元52一端接数字地、另一端分别与所述第一RS232接口511和所述第二RS232接口521连接。
接口转换芯片51用于接收激光测距传感器10和电机驱动器20通过第一RS232接口511和第二RS232接口521传递的信号，并将该信号通过适配于主控器60的第一TTL电平通用异步串行通信接口521和第二TTL电平通用异步串行通信接口522传递给主控器60，以实现由RS232接口到TTL电平通用异步串行通信接口之间的转换；
电机驱动器40包括与电机20连接的电机驱动芯片41、与电机驱动芯片41连接的连接座子42以及一端与所述电机20和所述电机驱动芯片41共接、另一端接地EGND的电机驱动保护单元43，电机驱动芯片41通过第一TTL电平通用异步串行通信接口521与通信模块50连接，电机驱动芯片41通过连接座子42与电机编码器30连接，电机驱动保护单元43包括反向电压驱动保护器431和滤波电容组432；
主控器60包括主控芯片61、与主控芯片61连接的晶振时钟电路62和烧写接口63，主控芯片61分别通过第一TTL电平通用异步串行通信接口521和第二TTL电平通用异步串行通信接口522与所述通信模块50连接；主控器60还包括与电源70、主控芯片61和数字地DGND连接，以消除电源70的高频噪声的电源滤波电路64，电源滤波电路64包括磁珠641和旁路小电容组642；主控器60还包括与电源70、主控芯片61和数字地DGND连接，用以复位主控器60的复位电路65，复位电路65包括复位开关651；主控器60还包括连接在电源70和主控芯片61之间、以指示所述自动导引车的运行自动导引车的运行路面检测系统的工作状态的LED显示电路66。
在具体应用中，第一TTL电平通用异步串行通信接口521和第二TTL电平通用异步串行通信接口522均为UART接口；通信模块50中的接口转换芯片51可选用TI(TexasInstruments，德州仪器)生产的MAX3232系列通信模块，也可以选用其它厂家生产的具有将RS232接口转换为UART接口功能的接口转换芯片；静电保护单元52用于有效抑制激光距离传感器和电机驱动器通过所述通信模块与主控器进行数据通信时，通信线路中所产生的瞬间高压，防止第一串行数据通信接口被高压损坏。
在具体应用中，电机驱动芯片41可选用美国Copley Controls公司生产的电机驱动芯片，该芯片支持14V～90V的直流电压输入，输出的最大驱动电流为30A；反向电压驱动保护器431具体选用BS0640-C型半导体放电管，又以有效避免断电情况下，电机由于外力转动造成过高的反向电压，损坏电机驱动器；滤波电容组432包括多个滤波电容，可有效防止电源电路中出现高频率的噪声，影响电机的转动性能。
在具体应用中，主控芯片61选用STM32F103系列单片机，也可选用其它型号的能实现软件编程的单片机、FPGA、DSP、ARM等架构和平台的主控器和处理器；晶振时钟电路62选用可以提供8MHZ晶振频率的时钟芯片；磁珠641和旁路小电容组642用于消除电源70电路上的高频噪声；复位电路65的复位开关651主要用于对主控器60进行调试时用来复位主控器60的控制系统；烧写接口63用于对主控器60进行调试时对主控芯片61烧写软件程序；LED显示电路66包括多个LED指示灯，用于作为主控器60的工作状态正常与否的指示标识。
图3是本发明的优选实施例提供的通信模块的电路结构示意图。
如图3所示，通信模块50包括接口转换芯片U5，本实施例中可选用TI(TexasInstruments，德州仪器)生产的MAX3232EIDB型接口转换芯片。
图4和图5是本发明的优选实施例提供的电机驱动器与电机编码器连接时，电机驱动器的电路结构示意图。
如图4和图5所示，电机驱动器40包括电机驱动芯片41(由U1A、U1B、U1C三个功能部分组成)，具体选用美国Copley Controls公司生产的AP2-090-30型电机驱动器，图4和图5仅示出电机驱动芯片41与电机编码器30连接的功能部分U1C。
图8是本发明的优选实施例提供的主控器的电路结构示意图。
如图8所示，主控器60包括主控芯片U2，主控芯片U2具体选用STM32F103RBT6型单片机。
如图3～5和图8所示，接口转换芯片U5各引脚的电路连接情况如下：
1号引脚C1+和3号引脚C1-之间连接有电容量为0.1UF、额定电压为50V的电容C29；
4号引脚C2+和5号引脚C2-之间连接有电容量为0.1UF、额定电压为50V的电容C30；
11号引脚T1IN的连接端UART1_TXDYYI与主控芯片U2的42号引脚PA9/USART1_TX/TIM1_CH2的连接端UART1_TXD连接，还经电阻R22与电源端3V3连接；
10号引脚T2IN的连接端UART2_TXD与主控芯片U2的16号引脚PA2/USART2_TX/ADC_IN2/TIM2_CH3的连接端UART2_TXD连接，还经电阻R23与电源端3V3连接；
12号引脚R1OUT的连接端UART1_RXD与主控芯片U2的43号引脚PA11/USART1_CTS/CANRX/USBDM/TIM1_CH4的连接端UART1_RXD连接，还经电阻R24与电源端3V3连接；
9号引脚R2OUT的连接端UART2_RXD与主控芯片U2的17号引脚PA3/USART2_RX/ADC_IN3/TIM2_CH4的连接端UART2_RXD连接，还经电阻R25与电源端3V3连接；
16号引脚VCC接电源端3V3；
2号引脚V+、6号引脚V-分别经电容量为0.1UF的电容C31、C32，再经电容量为0.1UF的电容C33接电源端3V3；2号引脚V+、6号引脚V-还分别经电容量为0.1UF的电容C31、C32与数字接地端DGND连接；
15号引脚GND与数字接地端DGND连接；
14号引脚T1OUT的连接端RS232_TXD1经TVS管D10与接地端DGND连接，并经阻值为10Ω的电阻R26与激光测距传感器10(图中未示出)连接；
7号引脚T2OUT的连接端RS232_TXD2经TVS管D8与接地端DGND连接，并经阻值为10Ω的电阻R27与电机驱动芯片U1C的PE40引脚RS232_TXD2的连接端RS232_TXD2连接；
13号引脚R1IN的连接端RS232_RXD1经TVS管D9与接地端DGND连接，并经阻值为10Ω的电阻R28与与激光测距传感器10(图中未示出)连接；
8号引脚R2IN的连接端RS232_RXD2经TVS管D10与接地端DGND连接，并经阻值为10Ω的电阻R36与电机驱动芯片U1C的PE39引脚RS232_RXD2的连接端RS232_RXD2连接；
TVS管D7～D10共同构成通信模块50的静电保护单元52。
如图4和图5所示，U1C为电机驱动芯片41与电机编码器30连接的功能部分，U1C与两个12引脚HEADER_6X2型双排针CON6和CON7构成的连接座子42连接，在此实施例中，芯片U1C和两个连接座子42分别与两个电机20和两个对应的电机编码器30连接，故U1C的各引脚为对称结构，双排针CON6和CON7的结构相同。
如图4所示，U1C通过双排针CON6与其中一个电机20和电机编码器30连接时，U1C各引脚的电路连接情况如下：
PC1引脚AXIS_A_HALL_W的连接端HALL_W_A是电机20的霍尔传感器反馈信号；
PC3引脚AXIS_A_HALL_V的连接端HALL_V_A是电机20的霍尔传感器反馈信号；
PC5引脚AXIS_A_HALL_U的连接端HALL_U_A是电机20的霍尔传感器反馈信号；
PC19引脚AXIS_A_ENC_S经阻值为10KΩ、灵敏度为1％的参考电阻R43与电源端+5V_A连接；
PC20引脚AXIS_A_ENC_/S置空，在此方案中不使用；
PC21引脚AXIS_A_ENC_A的连接端ENC_A_P_A是电机编码器30的A相输出差分信号；
PC22引脚AXIS_A_ENC_/A的连接端ENC_A_N_A是电机编码器30的A相输出差分信号；
PC23引脚AXIS_A_ENC_B的连接端ENC_B_P_A是电机编码器30的B相输出差分信号；
PC24引脚AXIS_A_ENC_/B的连接端ENC_B_N_A是电机编码器30的B相输出差分信号；
PC25引脚AXIS_A_ENC_X的连接端ENC_X_P_A是编码器30的X相输出差分信号；
PC26引脚AXIS_A_ENC_/X的连接端ENC_X_N_A是电机编码器30的X相输出差分信号；
PC27引脚AXIS_A_COS_N、PC28引脚AXIS_A_COS_P、PC29引脚AXIS_A_SIN_N和PC30引脚AXIS_A_SIN_P均置空，在此方案中不使用；
PC17引脚AXIS_A_+5VENC接电源端+5V_A；
PC18引脚SIGNAL_GND_1与数字接地端DGND连接。
如图4所示，U1C通过双排针CON6与其中一个电机20和电机编码器30连接时，CON6各引脚的电路连接情况如下：
2号引脚与数字接地端DGND连接；
4号引脚HALL_U_A接收电机20的霍尔传感器反馈信号，并通过U1C的PC5引脚AXIS_A_HALL_U的连接端HALL_U_A传递给U1C；
6号引脚HALL_W_A接收电机20的霍尔传感器反馈信号，并通过U1C的PC1引脚AXIS_A_HALL_W的连接端HALL_W_A传递给U1C；
8号引脚ENC_A_N_A接收电机编码器30的A相输出差分信号，并通过U1C的PC22引脚AXIS_A_ENC_/A的连接端ENC_A_N_A传递给U1C；
10号引脚ENC_B_N_A接收电机编码器30的B相输出差分信号，并通过U1C的PC24引脚AXIS_A_ENC_/B的连接端ENC_B_N_A传递给U1C；
12号引脚ENC_X_N_A接收电机编码器30的X相输出差分信号，并通过U1C的PC26引脚AXIS_A_ENC_/X的连接端ENC_X_N_A传递给U1C；
1号引脚接电源端+5V_A；
3号引脚MOTEMP_A是测量电机20温度的温度检测引脚；
5号引脚HALL_V_A接收电机20的霍尔传感器反馈信号，并通过U1C的PC3引脚AXIS_A_HALL_V的连接端HALL_V_A传递给U1C；
7号引脚ENC_A_P_A接收电机编码器30的A相输出差分信号，并通过U1C的PC21引脚AXIS_A_ENC_A的连接端ENC_A_P_A传递给U1C，7号引脚ENC_A_P_A和8号引脚ENC_A_N_A两端并联有阻值为120Ω的电阻R33，7号引脚ENC_A_P_A还经阻值为10KΩ、灵敏度为1％的参考电阻R37与电源端+5V_A连接；
9号引脚ENC_B_P_A接收电机编码器30的B相输出差分信号，并通过U1C的PC23引脚AXIS_A_ENC_B的连接端ENC_B_P_A传递给U1C，9号引脚ENC_B_P_A和10号引脚ENC_B_N_A两端并联有阻值为120Ω的电阻R32，9号引脚ENC_B_P_A还经阻值为10KΩ、灵敏度为1％的参考电阻R38与电源端+5V_A连接；
11号引脚ENC_X_P_A接收电机编码器30的X相输出差分信号，并通过U1C的PC25引脚AXIS_A_ENC_X的连接端ENC_X_P_A传递给U1C，11号引脚ENC_X_P_A和12号引脚ENC_X_N_A两端并联有阻值为120Ω的电阻R29，11号引脚ENC_X_P_A还经阻值为10KΩ、灵敏度为1％的参考电阻R39与电源端+5V_A连接。
如图3和图5所示，U1C通过双排针CON7与另一个电机20和电机编码器30连接时，U1C各引脚的电路连接情况如下：
PC2引脚AXIS_B_HALL_W的连接端HALL_W_B是电机20的霍尔传感器反馈信号；
PC4引脚AXIS_B_HALL_V的连接端HALL_V_B是电机20的霍尔传感器反馈信号；
PC6引脚AXIS_B_HALL_U的连接端HALL_U_B是电机20的霍尔传感器反馈信号；
PC9引脚AXIS_B_ENC_S经阻值为10KΩ、灵敏度为1％的参考电阻R44与电源端+5V_B连接；
PC10引脚AXIS_B_ENC_/S置空，在此方案中不使用；
PC11引脚AXIS_B_ENC_A的连接端ENC_A_P_B是电机编码器30的A相输出差分信号；
PC12引脚AXIS_B_ENC_/A的连接端ENC_A_N_B是电机编码器30的A相输出差分信号；
PC13引脚AXIS_B_ENC_B的连接端ENC_B_P_B是电机编码器30的B相输出差分信号；
PC14引脚AXIS_B_ENC_/B的连接端ENC_B_N_B是电机编码器30的B相输出差分信号；
PC15引脚AXIS_B_ENC_X的连接端ENC_X_P_B是编码器30的X相输出差分信号；
PC16引脚AXIS_B_ENC_/X的连接端ENC_X_N_B是电机编码器30的X相输出差分信号；
PC31引脚AXIS_B_COS_N、PC32引脚AXIS_B_COS_P、PC33引脚AXIS_B_SIN_N和PC34引脚AXIS_B_SIN_P均置空，在此方案中不使用；
PE39引脚RS232_RXD2的连接端RS232_RXD2与接口转换芯片U5的8号引脚R2IN的连接端RS232_RXD2连接；
PE40引脚RS232_TXD2的连接端RS232_TXD与接口转换芯片U5的27号引脚T2OUT的连接端RS232_TXD2连接；
PC7引脚AXIS_B_+5VENC接电源端+5V_B；
PC8引脚SIGNAL_GND_0与数字接地端DGND连接。
如图4所示，U1C通过双排针CON7与另一个电机20和电机编码器30连接时，CON7各引脚的电路连接情况如下：
2号引脚与数字接地端DGND连接；
4号引脚HALL_U_B接收电机20的霍尔传感器反馈信号，并通过U1C的PC6引脚AXIS_B_HALL_U的连接端HALL_U_B传递给U1C；
6号引脚HALL_W_B接收电机20的霍尔传感器反馈信号，并通过U1C的PC2引脚AXIS_B_HALL_W的连接端HALL_W_B传递给U1C；
8号引脚ENC_A_N_B接收电机编码器30的A相输出差分信号，并通过U1C的PC12引脚AXIS_B_ENC_/A的连接端ENC_A_N_B传递给U1C；
10号引脚ENC_B_N_B接收电机编码器30的B相输出差分信号，并通过U1C的PC14引脚AXIS_B_ENC_/B的连接端ENC_B_N_B传递给U1C；
12号引脚ENC_X_N_B接收电机编码器30的X相输出差分信号，并通过U1C的PC16引脚AXIS_B_ENC_/X的连接端ENC_X_N_B传递给U1C；
1号引脚接电源端+5V_B；
3号引脚MOTEMP_B是测量电机20温度的温度检测引脚；
5号引脚HALL_V_B接收电机20的霍尔传感器反馈信号，并通过U1C的PC4引脚AXIS_B_HALL_V的连接端HALL_V_B传递给U1C；
7号引脚ENC_A_P_B接收电机编码器30的A相输出差分信号，并通过U1C的PC11引脚AXIS_B_ENC_A的连接端ENC_A_P_B传递给U1C
9号引脚ENC_B_P_B接收电机编码器30的B相输出差分信号，并通过U1C的PC13引脚AXIS_B_ENC_B的连接端ENC_B_P_B传递给U1C
11号引脚ENC_X_P_B接收电机编码器30的X相输出差分信号，并通过U1C的PC15引脚AXIS_B_ENC_X的连接端ENC_X_P_B传递给U1C；
7号引脚ENC_A_P_B和8号引脚ENC_A_N_B两端并联有阻值为120Ω的电阻R26；
9号引脚ENC_B_P_B和10号引脚ENC_B_N_B两端并联有阻值为120Ω的电阻R27；
11号引脚ENC_X_P_B和12号引脚ENC_X_N_B两端并联有阻值为120Ω的电阻R28。
在具体应用中，所述自动导引车的运行路面检测系统可以包括多个电机以及对应的多个电机驱动器、电机编码器和连接座子，具体连接电路与上述图4的电路图原理相同。
图6和图7是本发明的优选实施例提供的电机驱动电路控制自动导引车的电机时，电机驱动器的电路结构示意图。
如图6所示，当电机驱动芯片41分别与两个电机20和对应的两个电机编码器30连接时，U1A为电机驱动芯片41与其中一个电机连接的功能部分，U1A各引脚的电路连接情况如下：
PD1引脚MOT_U_0、PD3引脚MOT_U_1、PD5引脚MOT_U_2、PD2引脚MOT_U_3、PD4引脚MOT_U_4以及PD6引脚MOT_U_5共接于MOT_U_A端，再经电感量为60μH的电感L1与电机相连，以向电机提供U相驱动电流，电感L1还经半导体放电管1D1与接地端EGND连接；
PD7引脚NC_0、PD8引脚NC_1、PD9引脚NC_2和PD10引脚NC_3均置空，在此方案中不使用；
PD11引脚MOT_V_0、PD13引脚MOT_V_1、PD15引脚MOT_V_2、PD12引脚MOT_V_3、PD14引脚MOT_V_4以及PD16引脚MOT_V_5共接于MOT_V_A端，再经电感量为60μH的电感L2与电机相连，以向电机提供V相驱动电流，电感L2还经半导体放电管1D2与接地端EGND连接；
PD17引脚NC_4、PD18引脚NC_5、PD19引脚NC_6和PD20引脚NC_7均置空，在此方案中不使用；
PD21引脚MOT_W_0、PD23引脚MOT_W_1、PD25引脚MOT_W_2、PD22引脚MOT_W_3、PD24引脚MOT_W_4和PD26引脚MOT_W_5共接于MOT_W_A端，再经电感量为60μH的电感L3与电机相连，以向电机提供W相驱动电流，电感L3还经半导体放电管1D3与接地端EGND连接；
MOT_U_A端、MOT_V_A端和MOT_W_A端还分别经电容量为1000pF、额定电压为100V的电容C2、C1和C3与接地端EGND连接，电容C1～C3共同构成电机驱动器40的滤波电容组432；
半导体放电管1D1～1D3构成电机驱动器40的反向电压驱动保护器431。
如图7所示，当电机驱动芯片41分别与两个电机20和对应的两个电机编码器30连接时，U1B为电机驱动芯片41与另一个电机连接的功能部分，U1B各引脚的电路连接情况如下：
PF1引脚MOT_U_0、PF3引脚MOT_U_1、PF5引脚MOT_U_2、PF2引脚MOT_U_3、PF4引脚MOT_U_4以及PF6引脚MOT_U_5共接于MOT_U_B端，再经电感量为60μH的电感L6与电机相连，以向电机提供U相驱动电流，电感L6还经半导体放电管1D8与接地端EGND连接；
PF7引脚NC_0、PF8引脚NC_1、PF9引脚NC_2、和PF10引脚NC_3均置空，在此方案中不使用；
PF11引脚MOT_V_0、PF13引脚MOT_V_1、PF15引脚MOT_V_2、PF12引脚MOT_V_3、PF14引脚MOT_V_4以及PF16引脚MOT_V_5共接于MOT_V_B端，再经电感量为60μH的电感L5与电机相连，以向电机提供V相驱动电流，电感L5还经半导体放电管1D7与接地端EGND连接；
PF17引脚NC_4、PF18引脚NC_5、PF19引脚NC_6和PF20引脚NC_7均置空，在此方案中不使用；
PF21引脚MOT_W_0、PF23引脚MOT_W_1、PF25引脚MOT_W_2、PF22引脚MOT_W_3、PF24引脚MOT_W_4和PF26引脚MOT_W_5共接于MOT_W_A端，再经电感量为60μH的电感L4与电机相连，以向电机提供W相驱动电流，电感L4还经半导体放电管1D6与接地端EGND连接；
MOT_U_B端、MOT_V_B端和MOT_W_B端还分别经电容量为1000pF、额定电压为100V的电容C9、C8和C7与接地端EGND连接，电容C7～C9共同构成电机驱动器40的滤波电容组432；
半导体放电管1D6～1D8构成电机驱动器40的反向电压驱动保护器431。
如图8所示，主控器60包括主控芯片U2，与主控芯片U2连接的晶振时钟电路62、烧写接口63、电源滤波电路64、复位电路65和LED显示电路66。
如图3和图8所示，主控芯片U2各引脚的电路连接情况如下：
1号引脚VBAT、13号引脚VDDA、19号引脚VDD_4、32号引脚VDD_1、64号引脚VDD_3以及48号引脚VDD_2共接于电源控制端3V3_MCU；
2号引脚PC13-ANTI_TAMP、3号引脚PC14-OSC32_IN和4号引脚PC15-OSC32_OUT均置空，在此方案中不使用；
5号引脚PD0/OSC_IN接晶振时钟电路62的MCU_CLK_8M端，以输入晶振时钟电路62频率为8MHZ的晶振信号；
6号引脚PD1/OSC_OUT置空，在此方案中不使用；
7号引脚NRST接复位电路65的复位端NRST，以输入复位电路65的复位信号；
8号引脚PC0/ADC_IN10置空，在此方案中不使用；
9号引脚PC1/ADC_IN11接LED显示电路66的LED0端，以向LED显示电路66输入控制信号，控制LED灯点亮或熄灭；
10号引脚PC2/ADC_IN12接LED显示电路66的LED1端，以向LED显示电路66输入控制信号，控制LED灯点亮或熄灭；
11号引脚PC3/ADC_IN13置空，在此方案中不使用；
12号引脚VSSA、18号引脚VSS_4、31号引脚VSS_1、63号引脚VSS_3以及47号引脚VSS_2共接于数字地端DGND；
14号引脚PA0-WKUP/USART2_CTS/ADC_IN0/TIM2_CH1_ETR和15号引脚PA1/USART2_RTS/ADC_IN1/TIM2_CH2均置空，在此方案中不使用；
16号引脚PA2/USART2_TX/ADC_IN2/TIM2_CH3与接口转换芯片U5的10号引脚T2IN的连接端UART2_TXD连接；
17号引脚PA3/USART2_RX/ADC_IN3/TIM2_CH4与接口转换芯片U5的9号引脚R2OUT的连接端UART2_RXD连接；
20号引脚PA4/SP11_NSS/USART2_CK/ADC_IN4、21号引脚PA5/SP11_SCK/ADC_IN5、22号引脚PA6/SP11_MISO/ADC_IN6/TIM3_CH1、23号引脚PA7/SP11_MOS1/ADC_IN7/TIM3_CH2、24号引脚PC4/ADC_IN14、25号引脚PC5/ADC_IN15、26号引脚PB0/ADC_IN8/TIM3_CH3、27号引脚PB1/ADC_IN9/TIM3_CH4、28号引脚PB2/BOOT1、29号引脚PB10/I2C2_SCL/USRT3_TX、30号引脚PB11/I2C2_SDA/USRT3_RX、62号引脚PB9/TIM4_CH4和61号引脚PB8/TIM4_CH3均置空，在此方案中不使用；
60号引脚BOOT0经阻值为4.7KΩ、精度为1％的参考电阻R6接数字地端DGND；
59号引脚PB7/I2C1_SDA/TIM4_CH2置空，在此方案中不使用；
58号引脚PB6/I2C1_SCL/YIM4_CH1的连接端PB6_GPIO4、57号引脚PB5/I2C1_SMBAL的连接端PB5_GPIO3、56号引脚PB4/JNRTRST的连接端PB4_GPIO2和55号引脚PB3/JTDO/TRACESWO的连接端PB3_GPIO1均为通用输入输出接口，在此方案中不使用；
54号引脚PD2/TIM3_ETR、53号引脚PC12、52号引脚PC11、51号引脚PC10和50号引脚PA15/JTDI均置空，在此方案中不使用；
49号引脚PA14/JTCK/SECLK接烧写接口63的DEBUG_CLK端；
46号引脚PA13/JTMS/SEDIO接烧写接口63的DEBUG_DIO端；
45号引脚PA12/USART1_RTS/CANTX/USBDP/TIM1_ETR置空，在此方案中不使用；
44号引脚PA11/USART1_CTS/CANRX/USBDM/TIM1_CH4置空，在此方案中不使用；
43号引脚PA11/USART1_CTS/CANRX/USBDM/TIM1_CH4的连接端UART1_RXD与接口转换芯片U5的12号引脚R1OUT连接；
42号引脚PA9/USART1_TX/TIM1_CH2的连接端UART1_TXD与接口转换芯片U5的11号引脚T1IN连接；
41号引脚PA8/USART1_CK/TIM1_CH1/MCO置空，在此方案中不使用；
40号引脚PC9、39号引脚PC8以及38号引脚PC7置空，在此方案中不使用；
36号引脚PB15/SPI2_MISO/TIM1_CH3N的SPI_MOSI端经阻值为22Ω、精度为1％的参考电阻R9，阻值为10KΩ、精度为1％的参考电阻R29与电源端3V3连接；
35号引脚PB14/SPI2_MISO/USART3_RTS/TIM1_CH2N的SPI_MOS0端经阻值为10KΩ、精度为1％的参考电阻R30与电源端3V3连接；
34号引脚PB13/SPI2_SCK/USART3_CTS/TIM1_CH1N的SPI_SCK端经阻值为22Ω、精度为1％的参考电阻R10，阻值为10KΩ、精度为1％的参考电阻R31与电源端3V3连接；
33号引脚PB12/SPI2_NSS/I2C2_SMB/USART3_CK/TIM1_CBKIN的SPI_CSN端经阻值为22Ω、精度为1％的参考电阻R13，阻值为10KΩ、精度为1％的参考电阻R32与电源端3V3连接。
如图8所示，晶振时钟电路62包括晶振频率为8MHZ的4引脚晶振芯片Y1，其各引脚的电路连接情况如下：
VCC引脚经磁珠B1接电源端3V3，磁珠B3的两端分别经电容量为0.1UF、额定电压为50V的电容C10、C11接数字地端DGND；
NC引脚置空，此方案中不使用；
OSC引脚经阻值为22Ω、精度为1％的参考电阻R5与主控芯片U2的5号引脚PD0/OSC_IN连接；
GND引脚接数字地端DGND。
如图8所示，烧写接口63包括5引脚连接接口CON2，CON2各引脚的电路连接情况如下：
1号引脚与电源端3V3连接；
2号引脚接数字地端DGND；
3号引脚NRST端与主控芯片U2的7号引脚NRST连接；
4号引脚DEBUG_CLK端与主控芯片U2的49号引脚PA14/JTCK/SECLK连接；
5号引脚DEBUG_DIO端与主控芯片U2的46号引脚PA13/JTMS/SEDIO连接，5号引脚还经阻值为10KΩ、精度为1％的参考电阻R15与电源端3V3连接。
如图8所示，电源滤波电路64包括：
一端接电源端3V3、一端接数字地端DGND的电容量为1UF、额定电压16V的电容C20和电容量为0.1UF额定电压50V的电容C21；
由一端接主控芯片U2的电源控制端3V3_MCU、一端数字地端DGND的电容量为0.1UF、额定电压50V的电容C22～C27组成的旁路小电容组；
连接在电源端3V3和电源控制端3V3_MCU之间的磁珠B3。
如图6所示，LED显示电路66的电路连接情况如下：
绿色(green)发光二极管D3一端接主控芯片U2的9号引脚PC1/ADC_IN11，另一端经阻值为47Ω、精度为1％的参考电阻R11与电源端3V3连接；
绿色(green)发光二极管D4一端接主控芯片U2的10号引脚PC2/ADC_IN12，另一端经阻值为47Ω、精度为1％的参考电阻R12与电源端3V3连接；
如图8所示，复位电路65包括复位开关SW1，复位电路65的电路连接情况如下：
复位开关SW1一端经阻值为4.7KΩ、精度为1％的参考电阻R7接电源端3V3，另一端接数字地端DGND，复位开关SW1与参考电阻R7的共接端连主控芯片U2的7号引脚NRST，复位开关SW1与参考电阻R7的共接端和数字地端DGND之间还并联有电容量为0.1UF、额定电压50V的电容C12；
阻值为4.7KΩ、精度为1％的参考电阻R8一端接电源端3V3，另一端与电容量为0.1UF、额定电压50V的电容C13共接于RST_IMU端，RST_IMU端用于通过程序对其它外围模块电路进行复位，本方案中RST_IMU端仅做兼容处理，不予使用，电容C13的另一端接数字地端DGND。
本发明实施例还提供一种自动导引车的运行路面检测方法，该方法通过前述自动导引车的运行路面检测系统来执行，该方法包括：
漫反射型激光测距传感器按固定频率和固定倾斜角度α向自动导引车的运行路面发射n路检测激光束，以检测n个地面反射点与漫反射型激光距离传感器之间的n个距离值Sn，所述n路检测激光束位于同一平面且相邻检测激光束之间的夹角均为θ；
电机驱动器驱动自动导引车的电机运转以带动车轮转动；
编码器实时检测电机的当前转速ω并反馈给电机驱动器；
通信模块将所述n个距离值Sn和所述电机的当前转速ω传递给主控器；
主控器检测同一时间发射的n路检测激光束检测到的n个距离值Sn大于或小于正常距离值的数量m，并检测多个频率周期内发射的检测激光束检测到的距离值Sn持续大于或小于正常距离值时的持续时间ΔT；
主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面沟道或障碍物的尺寸和检测到沟道或障碍物时的最大刹车时间；
其中，1≤n＜π/θ、1≤m≤n，且n为正整奇数、m为正整数。
在具体应用中，漫反射型激光测距传感器向地面发送的激光束数量为奇数，中间光束垂直于所述n束激光束所在平面与理想的水平地面的相交线，以下优选实施例均以所述中间光束为参考进行相关计算，所述中间光束，即第
束检测激光束。
在一优选实施例中，所述主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面沟道的尺寸和检测到沟道时的最大刹车时间的计算方法具体为：
对所述m个数值大于正常距离值的距离值Sn取平均值Sm1；
根据公式L01＝Sm1*tan(m*θ)初步估算地面沟道的长度L01；
若所述n路检测激光束中，第i到第j束激光检测到的距离值大于正常值，则当
或
时，根据公式：
精确计算地面沟道的长度L1；
当
时，根据公式：
精确计算地面沟道的长度L1；
其中，Si为第i束检测激光检测到的距离值，Sj为第j束检测激光检测到的距离值；
根据公式W1＝V*ΔT，
计算地面沟道的宽度W1，其中，V为自动导引车的运行速度，π为圆周率，
为已知的自动导引车的车轮直径；
根据公式H1＝ΔS1*cosα，ΔS1＝Sm1-S0计算地面沟道的深度H1，其中，S0为已知的正常距离值；
根据公式ΔT1max＝Wmax/V计算检测到沟道时的最大刹车时间ΔT1max，其中，Wmax为已知的自动导引车所允许跨越的沟道的最大宽度；
根据公式hmin＝Wmax/tanα计算漫反射型激光测距传感器安装在自动导引车上的最小高度hmin。
在另一优选实施例中，所述主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面障碍物的长度、宽度、高度和检测到障碍物时的最大刹车时间的计算方法具体为：
对所述m个数值小于正常距离值的距离值Sn取平均值Sm2；
根据公式L02＝Sm2*tan(m*θ)初步估算地面障碍物的长度L02；
若所述n路检测激光束中，第i到第j束激光检测到的距离值小于正常值，则当
或
时，根据公式：
精确计算地面障碍物的长度L2；
当
时，根据公式：
精确计算地面障碍物的长度L2；
其中，Si为第i束检测激光检测到的距离值，Sj为第j束检测激光检测到的距离值；
根据公式W2＝V*ΔT，
计算地面障碍物的宽度W2，其中，V为自动导引车的运行速度，π为圆周率，
为已知的自动导引车的车轮直径；
根据公式H2＝ΔS2*cosα，ΔS2＝Sm2-S0计算地面障碍物的高度H2，其中，S0为已知的正常距离值；
当H2≥Hmax时，根据公式ΔT2max＝(h-H2)tanα/V，计算检测到障碍物时的最大刹车时间ΔT2max，其中，Hmax为已知的自动导引车所允许跨越的障碍物的最大高度，h为已知的漫反射型激光测距传感器安装在自动导引车上的高度。
图9是本发明的优选实施例提供的利用自动导引车的运行路面检测方法，来检测路面沟道的长度的原理示意图。
如图9所示，漫反射型激光测距传感器10固定在自动导引车的车体上部，距离地面高度为h，并按固定频率和固定倾斜角度α向自动导引车的运行路面发射检测激光，所述检测激光包括11路位于同一平面内且相邻光束之间夹角均为θ＝8°的激光束，若第4、5、6束激光束测得的距离值S4～S6大于正常距离值，即可以判断出第4、5、6束激光束扫描到沟道，那么对第4、5、6束激光束检测到的距离值S4～S6取平均值S≈S6，通过公式L01＝Sm1*tan(m*θ)初步估算地面沟道的长度L01＝S6*tan24°；其中第6激光束为中间光束；
由于4＜5＜6，根据公式：
精确计算地面沟道的长度L1＝Si*sin 16°-Sj*sin8°。
图10是本发明的优选实施例提供的利用自动导引车的运行路面检测方法，来检测路面沟道的深度的原理示意图。
如图10所示，已知激光传感器安装在运动车体的上部，距离地面高度为h，并按固定频率和固定倾斜角度α，检测激光束检测到的距离值S1～S11持续大于正常距离值时的持续时间ΔT；编码器实时检测电机的当前转速ω，根据公式
计算自动导引车的运行速度为V；
根据公式W1＝V*ΔT，
计算地面沟道的宽度W1，其中，V为自动导引车的运行速度，π为圆周率，
为已知的自动导引车的车轮直径；
根据公式H1＝ΔS1*cosα，ΔS1＝Sm1-S0计算地面沟道的深度H1＝(Sm1-S0)*cosα，其中，S0为已知的正常距离值；
根据公式ΔT1max＝Wmax/V计算检测到沟道时的最大刹车时间ΔT1max，其中，Wmax为已知的自动导引车所允许跨越的沟道的最大宽度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动导引车的运行路面检测系统，其特征在于，包括激光测距传感器、与自动导引车的电机连接的电机编码器、分别与自动导引车的电机和所述电机编码器连接的电机驱动器、主控器以及连接在所述激光测距传感器、所述电机驱动器与所述主控器之间的通信模块，所述激光测距传感器为漫反射型激光测距传感器，其固定在自动导引车的车体上部，并按固定频率和固定倾斜角度α向自动导引车的运行路面发射n路检测激光束，以检测n个地面反射点与漫反射型激光距离传感器之间的n个距离值Sn，所述n路检测激光束位于同一平面且相邻检测激光束之间的夹角均为θ；
电机驱动器驱动自动导引车的电机运转以带动车轮转动；
编码器实时检测电机的当前转速ω并反馈给电机驱动器；
通信模块将所述n个距离值Sn和所述电机的当前转速ω传递给主控器；
主控器检测同一时间发射的n路检测激光束检测到的n个距离值Sn大于或小于正常距离值的数量m，并检测多个频率周期内发射的检测激光束检测到的距离值Sn持续大于或小于正常距离值时的持续时间ΔT；
主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面沟道或障碍物的尺寸和检测到沟道或障碍物时的最大刹车时间；
其中，1≤n＜π/θ、1≤m≤n，且n为正整奇数、m为正整数。
2.如权利要求1所述的自动导引车的运行路面检测系统，其特征在于，所述通信模块包括接口转换芯片及静电保护单元，所述接口转换芯片通过第一RS232接口与所述激光测距传感器连接、并通过与所述第一RS232接口对应的第一TTL电平通用异步串行通信接口与所述主控器连接并双向通信，所述接口转换芯片还通过第二RS232接口与所述电机驱动器连接、并通过与所述第二RS232接口对应的第二TTL电平通用异步串行通信接口与所述主控器连接并双向通信，所述静电保护单元一端接数字地、另一端分别与所述第一RS232接口和所述第二RS232接口连接。
3.如权利要求2所述的自动导引车的运行路面检测系统，其特征在于，所述电机驱动器包括与所述电机连接的电机驱动芯片、与所述电机驱动芯片连接的连接座子以及一端与所述电机和所述电机驱动芯片共接、另一端接地的电机驱动保护单元，所述电机驱动芯片通过所述第一TTL电平通用异步串行通信接口与所述通信模块连接，所述电机驱动芯片通过所述连接座子与所述电机编码器连接，所述电机驱动保护单元包括反向电压驱动保护器和滤波电容组。
4.如权利要求2所述的自动导引车的运行路面检测系统，其特征在于，所述主控器包括主控芯片、与所述主控芯片连接的晶振时钟电路和烧写接口，所述主控芯片分别通过所述第一TTL电平通用异步串行通信接口和所述第二TTL电平通用异步串行通信接口与所述通信模块连接并双向通信。
5.如权利要求4所述的自动导引车的运行路面检测系统，其特征在于，所述主控器还包括与电源、所述主控芯片和数字地连接，以消除电源的高频噪声的电源滤波电路，所述电源滤波电路包括磁珠和旁路小电容组。
6.如权利要求5所述的自动导引车的运行路面检测系统，其特征在于，所述主控器还包括连接与电源、所述主控芯片和数字地连接，以复位所述主控器的复位电路，所述复位电路包括复位开关。
7.如权利要求6所述的自动导引车的运行路面检测系统，其特征在于，所述主控器还包括连接在电源和所述主控芯片之间，以指示所述自动导引车的运行自动导引车的运行路面检测系统的工作状态的LED显示电路。
8.一种自动导引车的运行路面检测方法，其特征在于，所述方法通过如权利要求1～7任一项所述的自动导引车的运行路面检测系统来执行，用于检测地面沟道或障碍物的尺寸和检测到沟道或障碍物时的最大刹车时间，该方法包括：
漫反射型激光测距传感器按固定频率和固定倾斜角度α向自动导引车的运行路面发射n路检测激光束，以检测n个地面反射点与漫反射型激光距离传感器之间的n个距离值Sn，所述n路检测激光束位于同一平面且相邻检测激光束之间的夹角均为θ；
电机驱动器驱动自动导引车的电机运转以带动车轮转动；
编码器实时检测电机的当前转速ω并反馈给电机驱动器；
通信模块将所述n个距离值Sn和所述电机的当前转速ω传递给主控器；
主控器检测同一时间发射的n路检测激光束检测到的n个距离值Sn大于或小于正常距离值的数量m，并检测多个频率周期内发射的检测激光束检测到的距离值Sn持续大于或小于正常距离值时的持续时间ΔT；
主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面沟道或障碍物的尺寸和检测到沟道或障碍物时的最大刹车时间；
其中，1≤n＜π/θ、1≤m≤n，且n为正整奇数、m为正整数。
9.如权利要求8所述的自动导引车的运行路面检测方法，其特征在于，所述主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面沟道的尺寸和检测到沟道时的最大刹车时间的计算方法具体为：
对所述m个数值大于正常距离值的距离值Sn取平均值Sm1；
根据公式L01＝Sm1*tan(m*θ)初步估算地面沟道的长度L01；
若所述n路检测激光束中，第i到第j束激光检测到的距离值大于正常值，则当
或
时，根据公式：
精确计算地面沟道的长度L1；
当
时，根据公式：
精确计算地面沟道的长度L1；
其中，Si为第i束检测激光检测到的距离值，Sj为第j束检测激光检测到的距离值；
根据公式W1＝V*ΔT，
计算地面沟道的宽度W1，其中，V为自动导引车的运行速度，π为圆周率，
为已知的自动导引车的车轮直径；
根据公式H1＝ΔS1*cosα，ΔS1＝Sm1-S0计算地面沟道的深度H1，其中，S0为已知的正常距离值；
根据公式ΔT1max＝Wmax/V计算检测到沟道时的最大刹车时间ΔT1max，其中，Wmax为已知的自动导引车所允许跨越的沟道的最大宽度；
根据公式hmin＝Wmax/tanα计算漫反射型激光测距传感器安装在自动导引车上的最小高度hmin。
10.如权利要求8所述的自动导引车的运行路面检测方法，其特征在于，
所述主控器根据数值α、Sn、ω、m和ΔT计算地面障碍物的长度、宽度、高度和检测到障碍物时的最大刹车时间的计算方法具体为：
对所述m个数值小于正常距离值的距离值Sn取平均值Sm2；
根据公式L02＝Sm2*tan(m*θ)初步估算地面障碍物的长度L02；
若所述n路检测激光束中，第i到第j束激光检测到的距离值小于正常值，则当
或
时，根据公式：
精确计算地面障碍物的长度L2；
当
时，根据公式：
精确计算地面障碍物的长度L2；
其中，Si为第i束检测激光检测到的距离值，Sj为第j束检测激光检测到的距离值；
根据公式W2＝V*ΔT，
计算地面障碍物的宽度W2，其中，V为自动导引车的运行速度，π为圆周率，
为已知的自动导引车的车轮直径；
根据公式H2＝ΔS2*cosα，ΔS2＝Sm2-S0计算地面障碍物的高度H2，其中，S0为已知的正常距离值；
当H2≥Hmax时，根据公式ΔT2max＝(h-H2)tanα/V，计算检测到障碍物时的最大刹车时间ΔT2max，其中，Hmax为已知的自动导引车所允许跨越的障碍物的最大高度，h为已知的漫反射型激光测距传感器安装在自动导引车上的高度。
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