CN112034864B - 智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法，包括浮动控制模块，浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，摄像机用于采集浮动调整装置x、y、z三个方向的浮动量偏差，角度编码器、限位开关采集浮动调整装置的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块。本发明所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法，既可减少系统资源消耗，又可以减小通信误差，使多个AGV协同控制更加高效且运行稳定，保证多车协同控制系统在智能工厂中发挥更大的优势。
Description
技术领域
本发明属于智能移动机器人多车联动技术领域，尤其是涉及一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法。
背景技术
随着智能制造浪潮席卷全球，物料运输过程的自动化程度是衡量制造业智能化、现代化水平的重要指标，智能移动机器人（AGV）多车联动在智能工厂物料运输等领域具有极高的应用价值。在长尺寸超大重量货物搬运任务中，多车联动使AGV具有更好的承载能力、耐磨性能和驱动效率。但多AGV驱动单元之间存在着协同控制问题，由于机器人车身的刚性约束，部分驱动单元不能完全依据自身当前路径偏差状态进行路径跟踪控制。现有的运动控制方法均是在传统的PID算法基础上融合神经网络、遗传算法等多种控制算法对PID参数进行自适应整定，该种方法可提升AGV在运行过程中的抗干扰能力、精确跟踪能力，但该类算法增加了系统运动模型的复杂度，控制器的设计难度大幅增加，运行平稳难以保证。另外，在多个AGV组成的系统中，车车间的通信具有延时性且存在通信误差，致使多车之间无法较好的协同控制，无法发挥多AGV系统价值。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统，以提供一种既可减少系统资源消耗，又可以减小通信误差，使多个AGV协同控制更加高效的浮动系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统，包括浮动控制模块、AGV运动控制器、导航定位模块、驱动模块、电源模块、报警模块，均安装在第一底板所在AGV本体的中间位置，浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，摄像机用于采集浮动调整装置x、y、z三个方向的浮动量偏差，角度编码器、限位开关采集浮动调整装置的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块，导航定位模块、驱动模块和报警模块。
进一步的，所述浮动调整装置包括浮动部、支撑部和调整部，
浮动部，安装在回转轴上方；
支撑部，安装在回转轴下方，用于实现浮动部在支撑部水平面内的浮动；
回转轴，用于限制浮动部在垂直方向的自由度；
调整部，一端与浮动部的第一浮动板固接，另一端与所述支撑部的底板固接，用于调整浮动部的角度和偏差，并使浮动部复位。
进一步的，所述浮动部包括对接法兰、第一轴承、轴承座、导轨和滑块，第一浮动板上方安装导轨，导轨与滑块滑动连接，滑块上方安装轴承座，轴承座上方通过第一轴承安装对接法兰，对接法兰绕轴承座实现回转运动。
进一步的，所述第一浮动板一侧设有安装孔，所述支撑部包括轴承孔座、滚轮机构、底板和第二轴承，底板上方一侧安装轴承孔座，轴承孔座内部设有通孔，通孔上方安装第二轴承，且第二轴承与所述通孔内壁之间设有浮动间隙，回转轴一端安装在安装孔内，另一端穿过第二轴承插入所述通孔，使得第一浮动板绕回转轴进行摆动；所述第一浮动板远离轴承孔座一侧的下方安装滚轮机构。
进一步的，所述摄像机安装在AGV本体的正中间位置，第二底板上正对浮动控制单元中的摄像机上方安装二维码，二维码上携带初始位置信息，将二维码中间位置标记为坐标原点，在AGV承载重物运动过程中，摄像机可检测底板上二维码的偏移量，即为车本体浮动姿态偏差信息，这些信息都发送至AGV运动控制器；角度编码器安装在回转轴上，用于获取浮动调整装置Y方向的浮动量信息，限位开关安装在滑块上，用于获取浮动调整装置X方向的浮动量信息，摄像机、角度编码器和限位开关分别信号连接至AGV运动控制器。AGV运动控制器基于摄像机获取到的车本体浮动姿态偏差信息实时调节回转轴和滑块的浮动量，以修正与前车的位置偏差。
进一步的，所述导航定位模块为磁导航或二维码导航或基于激光雷达的激光SLAM导航。
进一步的，所述AGV运动控制器包括AGV控制模块及其信号连接的信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块和信息发送模块。
进一步的，所述多车协同定位与计算模块包括自车定位计算单元、浮动位置计算单元、他车定位预测单元，AGV运动控制模块利用信息采集与存储模块采集到的信息进行计算，通过自车定位计算单元和浮动位置计算单元提升自车的定位精度，通过他车定位预测单元预测其他车辆的位置信息，同时对当前车辆进行路径规划。
进一步的，所述AGV控制模块包括AGV控制单元，AGV控制单元与多个AGV相连，AGV控制单元基于信息发送模块的数据进行运算处理，以识别当前待控制的AGV，并将信息输出至多车协同定位与计算模块。
相对于现有技术，本发明所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统具有以下优势：
（1）本发明所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，采用浮动控制装置等硬件的方式对车辆姿态进行调整，几乎不占用额外空间且外观保持基本一致，可改善PID算法控制的精确度，实现多车协同的稳步控制。
（2）本发明所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，仅采用一个多车协同定位与计算模块完成对所有车辆定位和行驶状态的确认，减少了车车频繁通信造成的误差，且具有信息补足单元，若目标车辆信息提取不及时可进行信息补足，提高了多车协同控制的稳定性。
（3）本发明所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，既可减少系统资源消耗，又可以减小通信误差，使多个AGV协同控制更加高效且运行稳定，保证多车协同控制系统在智能工厂中发挥更大的优势。
本发明的另一目的在于提出一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法，以解决传统PID算法稳定性差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法，包括
S1.信息采集与存储模块中的信息采集单元对车的位置信息、浮动信息和行驶状态进行采集，并将所述信息打包传输至滤波单元，经过滤波后传输至存储单元进行存储打包；
S2.存储单元对信息打包存储完成；
S3.信息存储单元将打包好的数据传输至多车协同定位计算模块，基于浮动信息进行处理补足位置偏差信息；
S4.经过自车定位计算单元、浮动位置计算单元、信息补足单元和他车定位预测单元的运算，多车协同定位的信息计算完成；
S5.智能移动机器人多车的信息经过信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块传输至信息发送模块，信息发送模块进行解析保证数据的完整准确可靠；
S6.信息发送模块将上述数据包传送至AGV控制单元。
所述智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法与上述智能移动机器人多车协同控制浮动系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的多车协同控制浮动调整系统的基本构成图；
图2为本发明实施例所述的浮动调整装置的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的浮动调整装置的俯视图；
图4为图2的A-A向剖视图；
图5为本发明实施例所述的调整部的结构示意图；
图6为本发明实施例所述的调整装置使用状态的结构示意图；
图7为本发明实施例所述的多车协同控制浮动调整方法的流程框图；
图8为本发明实施例所述的多车协同控制浮动调整方法的详细流程图。
附图标记说明：
1-浮动部；11-对接法兰；12-第一浮动板；13-滑块；14-第一轴承；15-轴承座；16-导轨；17-回转轴； 2-支撑部；21-轴承孔座；22-滚轮；23-滚轮轴；24-底板；25-第二轴承；3-调整部；31-第一支座；32-第二支座；33-第一弹簧；34-第三支座；35-第四支座；36-第二连接板；37-第二弹簧；38-第一连接板；4-锁紧部；5-第二底板；6-AGV小车。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统，如图1所示，包括浮动控制模块、AGV运动控制器、导航定位模块、驱动模块、电源模块、报警模块，安装在第一底板所在AGV本体的中间位置。浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，摄像机用于采集浮动调整装置x、y、z三个方向的浮动量偏差，角度编码器、限位开关采集浮动调整装置的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块，导航定位模块、驱动模块和报警模块。浮动控制模块、AGV运动控制器、导航定位模块、驱动模块和报警模块均由电源模块进行供电。
如图2至图6所示，所述浮动调整装置包括浮动部1、支撑部2、调整部3，浮动部1，安装在回转轴17上方；支撑部2，安装在回转轴17下方，用于实现浮动部1在支撑部水平面内的浮动；回转轴17，用于限制浮动部11在垂直方向的自由度；调整部3，一端与浮动部1的第一浮动板12固接，另一端与所述支撑部2的底板24固接，用于调整浮动部1的角度和偏差，并使浮动部1复位。
所述浮动部1包括对接法兰11、第一轴承14、轴承座15、导轨16和滑块13，第一浮动板12上方安装导轨16，导轨16与滑块13滑动连接，滑块13上方安装轴承座15，轴承座15上方通过第一轴承14安装对接法兰11，对接法兰11可绕轴承座15实现回转运动。轴承座15可缓冲第一轴承14和对接法兰11之间的对接压力，减少第一轴承14的磨损，提升产品的寿命和质量。
所述浮动调整装置还包括第二底板5，所述对接法兰11顶部与第二底板5连接。对接法兰11与第二底板5连接，第二底板5为承重板，用于与AGV车的固定安装，并可带动对接法兰11和滑块13沿导轨16方向滑动，实现车辆沿X轴方向的运动；当第二底板上的目标物撤离时，对接法兰11及第二底板将通过自重回到初始位置，从而实现X、Y轴方向的复位，下一个目标物置于第二底板进行X、Y轴方向浮动时，所述浮动装置会保持原有浮动量。同时第二底板还可带动对接法兰11旋转，滑块13沿导轨16方向滑动，第一浮动板12绕回转轴17产生轴向运动，以允许第一浮动板12在浮动间隙内朝向或者远离底板24的浮动，从而实现Z轴方向的浮动。
所述支撑部2包括轴承孔座21、滚轮机构、底板24和第二轴承25，底板24上方一侧安装轴承孔座21，优选的，底板24与所述轴承孔座21为一体结构；所述第一浮动板12一侧设有安装孔，轴承孔座21内部设有通孔，通孔上方安装第二轴承25，且第二轴承25与所述通孔内壁之间设有浮动间隙，回转轴17安装在安装孔内，另一端穿过第二轴承25插入所述通孔，使得第一浮动板12可绕回转轴17进行一定角度的摆动；所述第一浮动板12远离轴承孔座21一侧的下方安装滚轮机构，用于支撑第一浮动板12的摆动。
优选的，滚轮机构包括滑动连接的弧形导轨和弧形滑块，所述弧形导轨安装在底板24上方，弧形滑块安装在第一浮动板12底部。当第一浮动板12受外力摆动时，滚轮机构可以支撑第一浮动板12的外端按照轨迹弧形在y方向运动时，具有一定的调节作用，实现准确调整且可大大减小摩擦力。
优选的，滚轮机构包括滚轮22和滚轮轴23，滚轮轴23通过连接杆连接至第一浮动板12，滚轮轴23外部套接滚轮22。结构简单，通用性强，价格低廉，大大降低了生产成本。优选的，滚轮机构的数量为2个。
导轨16下方通过螺栓安装在第一浮动板12上部。方便拆卸，大大缩短了设备拆卸和检修的时间，从而提高了工作效率。
调整部3为实现第一浮动板12和底板24复位居中的弹性部件。当对接法兰11受到外力作用时，弧形滑块和回转轴17会相互远离，第一浮动板12和滚轮机构也会相互远离，弹性部件会被拉伸。当不施加外力时，弹性部件恢复到初始状态，所有机构复位。弹性部件起到压力缓冲调节作用，以便于压力变化时装置能自动调节。
优选的，调整部3包括第一支座31、第二支座32、第一弹簧33、第三支座34、第四支座35、第二连接板36、第二弹簧37和第一连接板38，第三支座34、第四支座35对称的安装在第一浮动板12的一侧，第三支座34、第四支座35之间安装第二弹簧37，第二弹簧37的中间固接第二连接板36，第二连接板36固定连接至滑块13；第一支座31、第二支座32对称的安装在底板24的两侧，第一支座31、第二支座32之间安装第一弹簧33，第一弹簧33的中间固接第一连接板38，第一连接板38固定连接至第一浮动板12底部，第一弹簧33和第二弹簧37互相垂直，且均为拉伸弹簧。拉伸弹簧的弹性系数、长度等参数根据浮动调整装置的承重力、浮动调整机构的大小等因素进行选型。
第一浮动板12和所述底板24之间设有锁紧部4，用于锁定所述浮动调整装置。所述锁紧部包括若干挂销和挂孔，且挂孔内部设有旋转螺纹，所述第一浮动板12沿周向设有多个挂孔，所述底板24沿所述第一浮动板12的周向设有多个挂销，所述挂销和所述挂孔的数量、位置均一一对应，可实现第一浮动板12和所述底板24的固定、松开以及松紧度调节，从而保证浮动装置保持平稳状态，提高对目标位定位和对准的准确性。
浮动调整装置的工作原理为：
假设浮动调整装置具有多个，用于分别布置在车辆沿车宽方向的顶部两侧，设X轴方向为行车方向，水平面内垂直于X轴的方向为Y轴，竖直方向为Z轴，浮动调整装置与车辆的第一支撑点、第二支撑点相连，（每个浮动调整装置对应一个第一支撑点和第二支撑点；用于设置在车辆同一侧的浮动调整装置沿所述X方向相对排布）可实现跟随车辆沿X轴方向的移动且可利用回转轴17实现在水平面的浮动；所述浮动调整装置的第二底板通过所有对接法兰11和滑块13沿X轴方向前进或后退，带动所有所述第一支撑点沿X轴方向前进或后退，第一浮动板12可绕回转轴17产生回转运动，从而带动车辆相对于Z轴方向的旋转，整个产品结构简单，操作方便、快捷，能够很好的解决多车联动路径跟踪偏差大、硬件成本高的问题；该装置采用X、Y、Z各方向的浮动，起到自定心定位作用，增加了零件的使用率，减小了路径跟踪偏差，降低人工成本同时生产装配作业效率也得到明显提升。
浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关。优选的摄像机采用倍加福的PGV传感器，安装在第一底板所在AGV本体的正中位置，第二底板5上正对浮动控制单元中的摄像机上方安装二维码；二维码上携带初始位置信息，可以将二维码中间位置标记为坐标原点。在AGV承载重物运动过程中，摄像机可检测底板24上二维码的偏移量，即为车本体浮动姿态偏差信息，这些信息都发送至AGV运动控制器。角度编码器采用绝对值编码器，安装在回转轴17上，用于获取浮动调整装置Y方向的浮动量信息，限位开关安装在滑块13上，用于获取浮动调整装置X方向的浮动量信息，摄像机、角度编码器和限位开关分别信号连接至AGV运动控制器。AGV运动控制器基于摄像机获取到的车本体浮动姿态偏差信息实时调节回转轴和滑块的浮动量，以修正与前车的位置偏差。
导航定位模块可采用固定路径导航，如磁导航、二维码导航等；也可采用基于激光雷达的激光SLAM导航，通过自建地图实现完全自由的路径规划。两种导航方式的传感器与AGV运动控制器相连，并将获取测量车辆的位置信息以及自车与其他车辆的相对位置信息交由AGV运动控制器处理。
驱动模块包括减速器、驱动器及电机，驱动器通过电机信号连接至减速器，减速器安装在AGV上，驱动器通过CAN总线与电机进行通讯，以获取车辆的速度信息，同时将信号传递给AGV运动控制器；电机为伺服电机，电机和驱动器均为现有AGV上常用电机和常用驱动器，可优选采用步科、施耐德等品牌。
报警模块与所述AGV运动控制器信号连接，在两个或两个以上的AGV安全空间发生冲突时，触发所述报警模块报警，提醒操作人员及时处理警报信息，使得多车联动技术更加稳定可靠。报警模块为蜂鸣器。
AGV运动控制器包括AGV控制模块、信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块和信息发送模块，信息采集与存储模块、多车协同定位与计算模块、信息发送模块均由主车的运算控制器完成，型号可为KS105C2-160T，
优选的，所述信息采集与存储模块包括信息采集单元、滤波单元、信息存储单元，对摄像机、角度编码器、限位开关、导航定位模块等传感器完成对自车的车辆位置信息及浮动信息、自车与其他车辆的相对位置信息、其他车辆的对自车的定位预测信息进行采集、滤波与存储；
信息采集单元利用CAN总线和驱动模块采集自车的位置信息和行驶信息；利用雷达导航传感器和车车通信设备采集自车与其他车辆的相对位置信息、其他车辆的行驶信息以及其他车辆对自车的定位预测信息；浮动控制模块采集他车的X、Y、Z三方向的浮动信息。采集到的所有信息打包传输至滤波单元，滤波单元采用卡尔曼滤波器对所有车辆的位置和状态信息进行处理，以提高数据的准确度和可靠性。信息存储单元对滤波后的数据进行打包存储。
优选的，所述多车协同定位与计算模块包括自车定位计算单元、浮动位置计算单元、他车定位预测单元和信息补足单元，以此对采集的信息进行处理补足，以提高车辆协同运行的稳定性。由AGV运动控制模块利用信息采集与存储模块采集到的信息进行计算，通过自车定位计算单元和、浮动位置计算单元提升自车的定位精度，通过他车定位预测单元预测其他车辆的位置信息，同时对当前车俩进行路径规划。本发明仅使用一个多车协同定位与计算模块来解释多个AGV的运动信息，由此可减少系统资源消耗，且能降低通信延时性的影响和通信误差，从而使多车联动更好的协同工作；
优选的，所述信息发送模块包括信息发送单元，主要由无线模块基于以太网，或者有线模块基于CAN总线实现通信，主要将自车的位置速度等信息、自车对其他车辆的预测信息和相对位置信息发送给AGV控制模块进行处理；
优选的，所述AGV控制模块包括AGV控制单元与解析器，可以有N个AGV，AGV控制单元与N个AGV相连；AGV控制单元基于信息发送模块的数据进行运算处理，以识别当前待控制的AGV，并将信息输出至多车协同定位与计算模块。
如图7和图8所示，智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法，包括：
S1.信息采集与存储模块中的信息采集单元利用驱动模块、CAN总线采集自车的位置和行驶状态信息；利用导航定位模块和车车通信设备，采集自车与其他车俩的相对位置信息、其他车辆的位置信息以及与自车的定位预测信息；浮动控制模块采集他车的X、Y、Z三方向的浮动信息
S2.所述S1中的信息打包传输至滤波单元，经过滤波后传输至信息存储单元进行存储打包。
S3.信息存储单元将打包好的数据传输至多车协同定位计算模块，自车定位计算单元提取自车的位置信息和与其他车俩的相对位置信息，之后与浮动控制模块的信息进行比对以进行浮动调整并锁定。若其他车辆在某一时刻的信息由于通信等问题没有传输到当前车辆或者当前车辆无法提取位置信息，信息补足单元计算来补足缺失信息，此时已完成对自车的定位精度的提升，将此信息传至他车定位预测单元，该单元将提取自车的位置信息、其他车辆的速度以及加速度，预测他车的预测信息。
S4.经过自车定位计算单元、浮动位置计算单元、信息补足单元和他车定位预测单元的运算，多车协同定位的信息计算完成；
S5.智能移动机器人多车的信息经过信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块传输至信息发送模块，信息发送模块进行解析保证数据的完整准确可靠；
S6.信息发送模块将上述数据包传送至AGV控制单元，AGV控制单元保证多车协同控制定位精度高、运行平稳。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：包括浮动控制模块、AGV运动控制器、导航定位模块、驱动模块、电源模块、报警模块，
浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动调整装置包括第二底板，第二底板安装在AGV本体上方，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，所述摄像机安装在AGV本体的正中间位置，第二底板上正对摄像机的上方安装二维码，二维码上携带初始位置信息，将二维码中间位置标记为坐标原点，在AGV承载重物运动过程中，摄像机可检测底板上二维码的偏移量，角度编码器安装在回转轴上，限位开关安装在滑块上，分别获取浮动调整装置Y方向、X方向的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块，导航定位模块、驱动模块、报警模块均安装在AGV本体的中间位置。
2.根据权利要求1所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述浮动调整装置包括浮动部、支撑部和调整部，
浮动部，安装在回转轴上方；
支撑部，安装在回转轴下方，用于实现浮动部在支撑部水平面内的浮动；
回转轴，用于限制浮动部在垂直方向的自由度；
调整部，一端与浮动部的第一浮动板固接，另一端与所述支撑部的底板固接，用于调整浮动部的角度和偏差，并使浮动部复位。
3.根据权利要求2所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述浮动部包括对接法兰、第一轴承、轴承座、导轨和滑块，第一浮动板上方安装导轨，导轨与滑块滑动连接，滑块上方安装轴承座，轴承座上方通过第一轴承安装对接法兰，对接法兰绕轴承座实现回转运动。
4.根据权利要求2所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述第一浮动板一侧设有安装孔，所述支撑部包括轴承孔座、滚轮机构、底板和第二轴承，底板上方一侧安装轴承孔座，轴承孔座内部设有通孔，通孔上方安装第二轴承，且第二轴承与所述通孔内壁之间设有浮动间隙，回转轴一端安装在安装孔内，另一端穿过第二轴承插入所述通孔，使得第一浮动板绕回转轴进行摆动；所述第一浮动板远离轴承孔座一侧的下方安装滚轮机构。
5.根据权利要求1所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：导航定位模块为磁导航或二维码导航或基于激光雷达的激光SLAM导航。
6.根据权利要求1所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：AGV运动控制器包括AGV控制模块及其信号连接的信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块和信息发送模块。
7.根据权利要求6所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述多车协同定位与计算模块包括自车定位计算单元、浮动位置计算单元、他车定位预测单元和信息补足单元，AGV运动控制模块利用信息采集与存储模块采集到的信息进行计算，通过自车定位计算单元和浮动位置计算单元提升自车的定位精度，通过他车定位预测单元预测其他车辆的位置信息，同时对当前车辆进行路径规划，信息补足单元用于计算补足缺失信息。
8.根据权利要求5所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述AGV控制模块包括AGV控制单元，AGV控制单元与多个AGV相连，AGV控制单元基于信息发送模块的数据进行运算处理，以识别当前待控制的AGV，并将信息输出至多车协同定位与计算模块。
9.根据权利要求1至8任一所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法，其特征在于：包括
S1.信息采集与存储模块中的信息采集单元对车的位置信息、浮动信息和行驶状态进行采集，并将所述信息打包传输至滤波单元，经过滤波后传输至存储单元进行存储打包；
S2.存储单元对信息打包存储完成；
S3.信息存储单元将打包好的数据传输至多车协同定位计算模块，自车定位计算单元提取自车的位置信息和与其他车俩的相对位置信息，之后与浮动控制模块的信息进行比对以进行浮动调整并锁定，若其他车辆在某一时刻的信息由于通信问题没有传输到当前车辆或者当前车辆无法提取位置信息，信息补足单元计算来补足缺失信息，此时已完成对自车的定位精度的提升，将此信息传至他车定位预测单元，该单元将提取自车的位置信息、其他车辆的速度以及加速度，预测他车的预测信息；
S4.经过自车定位计算单元、浮动位置计算单元、信息补足单元和他车定位预测单元的运算，多车协同定位的信息计算完成；
S5. 智能移动机器人多车的信息经过信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块传输至信息发送模块，信息发送模块进行解析保证数据的完整准确可靠；
S6.信息发送模块将上述数据包传送至AGV控制单元。
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113003229B (zh) * | 2021-02-26 | 2023-03-24 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种面向异构特性大型装备多智能体协同自主转运系统 |
| CN117168469A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 普达迪泰(成都)智造研究院有限公司 | 一种自由切换导航方式的组合导航方法及系统 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975315A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-28 | Nippon Yusoki Co Ltd | 無人搬送車 |
| CN203767503U (zh) * | 2013-11-29 | 2014-08-13 | 中科华核电技术研究院有限公司 | 三自由度自适应小车 |
| CN105752888A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-07-13 | 深圳普智联科机器人技术有限公司 | 具有简便定位功能的机器人叉车 |
| CN106643489A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-05-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于激光跟踪仪的地面二维码标定方法及装置 |
| CN106739904A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 广州市远能物流自动化设备科技有限公司 | 一种agv驱动单元减震机构 |
| CN108263838A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-07-10 | 威海新北洋正棋机器人股份有限公司 | 一种物件纠偏方法及纠偏装置 |
| CN208150243U (zh) * | 2018-03-05 | 2018-11-27 | 菲尼克斯(南京)智能制造技术工程有限公司 | Agv小车的承载平台及其装载的载物托盘 |
| CN110091938A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 东风专用设备科技有限公司 | 自动浮动定位装配agv小车 |
| CN209668702U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-11-22 | 江苏科瑞恩自动化科技有限公司 | 一种agv无人防撞物流车 |
| CN110758038A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-07 | 苏州英博特智能科技有限公司 | 一种新型的agv用驱动浮动底盘 |
| CN110794838A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-02-14 | 牧星机器人(江苏)有限公司 | 一种agv导航角度补偿方法、系统、agv及存储介质 |
| CN210149213U (zh) * | 2018-12-29 | 2020-03-17 | 广州蓝海机器人系统有限公司 | 一种单层输送二维码导航的agv |
| CN210237003U (zh) * | 2019-07-25 | 2020-04-03 | 无锡恺韵来机器人有限公司 | 一种立体空间高精度接驳的agv |
| CN111038908A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-21 | 南京熊猫电子股份有限公司 | 一种可以锁定的浮动承载放置架及货物位置调整和锁定方法 |
| CN111267997A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-12 | 广东博智林机器人有限公司 | 一种地面自适应agv底盘及agv车 |
| CN211643668U (zh) * | 2019-12-16 | 2020-10-09 | 天津航天机电设备研究所 | 浮动式对接结构 |
| CN211685399U (zh) * | 2020-01-13 | 2020-10-16 | 天津中环领先材料技术有限公司 | 一种自动调平agv装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2387738B1 (en) * | 2009-01-17 | 2014-07-09 | Boomerang Systems. Inc. | Variable offset positioning antenna array for enhanced guidance of automated guided vehicles (agvs) |
| CN108190340A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-22 | 南京纬力创新能源科技有限公司 | 一种基于物联网的用于智能仓库的agv搬运设备 |
| CN110722943A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-01-24 | 广州锐速智能科技股份有限公司 | 驱动轮悬挂减震机构及agv小车 |
-
2020
- 2020-11-04 CN CN202011213844.6A patent/CN112034864B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975315A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-28 | Nippon Yusoki Co Ltd | 無人搬送車 |
| CN203767503U (zh) * | 2013-11-29 | 2014-08-13 | 中科华核电技术研究院有限公司 | 三自由度自适应小车 |
| CN105752888A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-07-13 | 深圳普智联科机器人技术有限公司 | 具有简便定位功能的机器人叉车 |
| CN106643489A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-05-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于激光跟踪仪的地面二维码标定方法及装置 |
| CN106739904A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 广州市远能物流自动化设备科技有限公司 | 一种agv驱动单元减震机构 |
| CN108263838A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-07-10 | 威海新北洋正棋机器人股份有限公司 | 一种物件纠偏方法及纠偏装置 |
| CN208150243U (zh) * | 2018-03-05 | 2018-11-27 | 菲尼克斯(南京)智能制造技术工程有限公司 | Agv小车的承载平台及其装载的载物托盘 |
| CN209668702U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-11-22 | 江苏科瑞恩自动化科技有限公司 | 一种agv无人防撞物流车 |
| CN210149213U (zh) * | 2018-12-29 | 2020-03-17 | 广州蓝海机器人系统有限公司 | 一种单层输送二维码导航的agv |
| CN110091938A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 东风专用设备科技有限公司 | 自动浮动定位装配agv小车 |
| CN210237003U (zh) * | 2019-07-25 | 2020-04-03 | 无锡恺韵来机器人有限公司 | 一种立体空间高精度接驳的agv |
| CN110794838A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-02-14 | 牧星机器人(江苏)有限公司 | 一种agv导航角度补偿方法、系统、agv及存储介质 |
| CN110758038A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-07 | 苏州英博特智能科技有限公司 | 一种新型的agv用驱动浮动底盘 |
| CN211643668U (zh) * | 2019-12-16 | 2020-10-09 | 天津航天机电设备研究所 | 浮动式对接结构 |
| CN111038908A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-21 | 南京熊猫电子股份有限公司 | 一种可以锁定的浮动承载放置架及货物位置调整和锁定方法 |
| CN211685399U (zh) * | 2020-01-13 | 2020-10-16 | 天津中环领先材料技术有限公司 | 一种自动调平agv装置 |
| CN111267997A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-12 | 广东博智林机器人有限公司 | 一种地面自适应agv底盘及agv车 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| AGV常见减震浮动结构对比分析;韩乐 等;《研究与探索》;20200521;第130-134页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112034864A (zh) | 2020-12-04 |
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