CN113867290A - 一种基于激光slam和plc的agv的联合控制方法及系统 - Google Patents

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黄成生
张�林
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Abstract

本发明适用于控制技术改进领域，提供了一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，包括：S1、通过激光SLAM算法获取运动模型并与环境信息匹配构建地图；S2、结合AGV自身姿态信息完成自动自然轮廓导航；S3、激光SLAM计算出的信息数据通过TCP协议将数据发送给PLC；S4、以不同的速度运动并将AGV的实时状态信息显示到可视化界面。剔除磁导航技术导轨的缺点，扩大AGV使用范围，且消除对磁轨的维护维修成本；PLC控制下位机通讯，降低使用学习成本，更加工业化；可视化操作系统，AGV状态信息实时自动更新，在提升现场使用效果的同时，减少管理人员的工作量；实现大范围AGV的统一监控及调度，形成无人智能物流网。

Description

一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法及系统
技术领域
本发明属于控制技术改进领域，尤其涉及一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法及系统。
背景技术
当今发动机工厂及汽车装配过程中，物料的配送遍布于现场各个角落，包括缸体、缸盖、曲轴以及发动机上的附件。目前常用的AGV配送为磁条式AGV，主要通过测量路径上的磁场信号来获取车辆自身相对于目标跟踪路径之间的位置偏差，从而实现车辆的控制及导航。但是磁条易破损；由于地面铺设磁条，整体美观性会下降，且磁条不能连贯性，由于AGV转弯会碾压磁条，部分磁条会截断不铺设。磁条会吸引金属物质，导致AGV设备故障等等，需要其他传感器实现定位站点功能，从而增加维护成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，旨在解决上述的技术问题。
本发明是这样实现的，一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，所述基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法包括以下步骤：
S1、通过激光SLAM算法获取运动模型并与环境信息匹配构建地图；
S2、结合AGV自身姿态信息完成自动自然轮廓导航；
S3、激光SLAM计算出的信息数据通过TCP协议将数据发送给PLC；
S4、以不同的速度运动并将AGV的实时状态信息显示到可视化界面。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S1中还包括以下步骤：
S11、通过激光雷达获取环境激光数据；
S12、在开源软件里通过激光SLAM算法获取运动模型；
S13、将运动模型与实时扫描的环境信息进行匹配；
S14、通过权重计算和重采样计算构建实时环境地图。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S2中还包括以下步骤：
S21、在构建地图时输出速度信息和轨迹规划。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S4中PLC控制运动系统以不通的速度进行运动。
本发明的进一步技术方案是：所述PLC通过底盘控制器获取底盘上的信息，将获取的底盘信息进行分析后生产里程的实时数据和环境的信息。
本发明的另一目的在于提供一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统，所述基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统包括
地图构建模块，用于通过激光SLAM算法获取运动模型并与环境信息匹配构建地图；
轮廓导航模块，用于结合AGV自身姿态信息完成自动自然轮廓导航；
发送模块，用于激光SLAM计算出的信息数据通过TCP协议将数据发送给PLC；
可视模块，用于以不同的速度运动并将AGV的实时状态信息显示到可视化界面。
本发明的进一步技术方案是：所述地图构建模块中还包括
环境数据获取单元，用于通过激光雷达获取环境激光数据；
获取运动模型单元，用于在开源软件里通过激光SLAM算法获取运动模型；
匹配单元将运动模型与实时扫描的环境信息进行匹配；
地图构建单元，用于通过权重计算和重采样计算构建实时环境地图。
本发明的进一步技术方案是：所述轮廓导航模块中还包括
输出单元，用于在构建地图时输出速度信息和轨迹规划。
本发明的进一步技术方案是：所述可视模块中PLC控制运动系统以不通的速度进行运动。
本发明的进一步技术方案是：所述PLC通过底盘控制器获取底盘上的信息，将获取的底盘信息进行分析后生产里程的实时数据和环境的信息。
本发明的有益效果是：SLAM与PLC联合控制技术自适应开发，拥有自主调控能力；剔除磁导航技术导轨的缺点，扩大AGV使用范围，且消除对磁轨的维护维修成本；PLC控制下位机通讯，降低使用学习成本，更加工业化；可视化操作系统，AGV状态信息实时自动更新，在提升现场使用效果的同时，减少管理人员的工作量；实现大范围AGV的统一监控及调度，形成无人智能物流网。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的激光SLAM架构的流程图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明提供的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，其详述如下：
步骤S1，通过激光SLAM算法获取运动模型并与环境信息匹配构建地图；通过激光雷达获取环境激光数据，然后在开源软件里通过激光SLAM算法技术，算出运动模型，将运动模型与实时扫描的环境信息进行匹配，再通过权重计算和重采样计算实现对地图的构建。
步骤S2、结合AGV自身姿态信息完成自动自然轮廓导航；同时输出速度信息和轨迹规划，结合AGV自身姿态信息，完成自动自然轮廓导航目的。
步骤S3、激光SLAM计算出的信息数据通过TCP协议将数据发送给PLC。
步骤S4、以不同的速度运动并将AGV的实时状态信息显示到可视化界面。同时将AGV的实时状态信息显示到可视化界面，使AGV能够实现高智能化的自动巡航和自动避障等功能。
SLAM与PLC联合控制技术自适应开发，拥有自主调控能力通过可视化界面将实时真实的数据展现在管理人员面前，实现了过程透明化；PLC控制下位机通讯，相比普通通讯机制更适应工厂实际应用环境；AGV使用范围扩大，实现统一监控及调度，铺设更大的AGV物流网络，形成无人智能物流网。
自主开发适用于本工厂环境的激光SLAM导航技术，实现对AGV现有导航技术的更替。新导航技术通过激光信息获取环境信息，实现对地图的构建以及AGV的自主巡航和自动避障功能，脱离了对轨道的需求，因此使用范围进一步扩大；
由于激光SLAM技术不再需求轨道，因此AGV的维护项目中可以完全剔除对轨道的维护，只涉及对AGV自身的维护即可；
SLAM与PLC通过MODBUS_TCP协议形成可靠的上位机与下位机的通讯闭环，通过SLAM和PLC的双向交互，实时更新AGV的状态，包括但不限于速度、电池电量、位置等，利用这些信息实现更加智能化的管理，例如报警消息推送、实时调节AGV的速度等；
本发明的另一目的在于提供一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统，所述基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统包括
地图构建模块，用于通过激光SLAM算法获取运动模型并与环境信息匹配构建地图；
轮廓导航模块，用于结合AGV自身姿态信息完成自动自然轮廓导航；
发送模块，用于激光SLAM计算出的信息数据通过TCP协议将数据发送给PLC；
可视模块，用于以不同的速度运动并将AGV的实时状态信息显示到可视化界面。
所述地图构建模块中还包括
环境数据获取单元，用于通过激光雷达获取环境激光数据；
获取运动模型单元，用于在开源软件里通过激光SLAM算法获取运动模型；
匹配单元将运动模型与实时扫描的环境信息进行匹配；
地图构建单元，用于通过权重计算和重采样计算构建实时环境地图。
所述轮廓导航模块中还包括
输出单元，用于在构建地图时输出速度信息和轨迹规划。
所述可视模块中PLC控制运动系统以不通的速度进行运动。
所述PLC通过底盘控制器获取底盘上的信息，将获取的底盘信息进行分析后生产里程的实时数据和环境的信息。
SLAM与PLC联合控制技术自适应开发，拥有自主调控能力；剔除磁导航技术导轨的缺点，扩大AGV使用范围，且消除对磁轨的维护维修成本；PLC控制下位机通讯，降低使用学习成本，更加工业化；可视化操作系统，AGV状态信息实时自动更新，在提升现场使用效果的同时，减少管理人员的工作量；实现大范围AGV的统一监控及调度，形成无人智能物流网。
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)

1.一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，其特征在于，所述基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法包括以下步骤：
S1、通过激光SLAM算法获取运动模型并与环境信息匹配构建地图；
S2、结合AGV自身姿态信息完成自动自然轮廓导航；
S3、激光SLAM计算出的信息数据通过TCP协议将数据发送给PLC；
S4、以不同的速度运动并将AGV的实时状态信息显示到可视化界面。
2.根据权利要求1所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括以下步骤：
S11、通过激光雷达获取环境激光数据；
S12、在开源软件里通过激光SLAM算法获取运动模型；
S13、将运动模型与实时扫描的环境信息进行匹配；
S14、通过权重计算和重采样计算构建实时环境地图。
3.根据权利要求2所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括以下步骤：
S21、在构建地图时输出速度信息和轨迹规划。
4.根据权利要求3所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，其特征在于，所述步骤S4中PLC控制运动系统以不通的速度进行运动。
5.根据权利要求4所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制方法，其特征在于，所述PLC通过底盘控制器获取底盘上的信息，将获取的底盘信息进行分析后生产里程的实时数据和环境的信息。
6.一种基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统，其特征在于，所述基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统包括
地图构建模块，用于通过激光SLAM算法获取运动模型并与环境信息匹配构建地图；
轮廓导航模块，用于结合AGV自身姿态信息完成自动自然轮廓导航；
发送模块，用于激光SLAM计算出的信息数据通过TCP协议将数据发送给PLC；
可视模块，用于以不同的速度运动并将AGV的实时状态信息显示到可视化界面。
7.根据权利要求6所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统，其特征在于，所述地图构建模块中还包括
环境数据获取单元，用于通过激光雷达获取环境激光数据；
获取运动模型单元，用于在开源软件里通过激光SLAM算法获取运动模型；
匹配单元将运动模型与实时扫描的环境信息进行匹配；
地图构建单元，用于通过权重计算和重采样计算构建实时环境地图。
8.根据权利要求7所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统，其特征在于，所述轮廓导航模块中还包括
输出单元，用于在构建地图时输出速度信息和轨迹规划。
9.根据权利要求8所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统，其特征在于，所述可视模块中PLC控制运动系统以不通的速度进行运动。
10.根据权利要求9所述的基于激光SLAM和PLC的AGV的联合控制系统，其特征在于，所述PLC通过底盘控制器获取底盘上的信息，将获取的底盘信息进行分析后生产里程的实时数据和环境的信息。
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