CN113928443A - 基于视觉导航的农用agv运输车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视觉导航的农用AGV运输车，主要有承载车身、控制室、视觉摄像头云台、动力模块、车架、行走模块组成。在车头上放安装视觉摄像头云台，以实现信息的采集，并且把信息传送到工控机当中的中央处理模块中进行判断处理，进而完成速度、转向等一系列运动控制。本发明是在农用运输车具备基本载物和运动功能的前提下，添加视觉摄像头云台和GPS定位功能，对车辆进行定位和在运输车行驶时对路况信息的采集，再交给控制中心处理信息规划路线。具有结构紧凑、承载能力大、路线规划精准、进行启动/停车、加速/减速，低速或爬坡等操作时动作灵活，适合用于在农村野外道路运载货物，极大的提高土地承包者的劳动生产率，具有很高的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业运输车辆，具体是一种基于视觉导航的农用AGV运输车。
背景技术
农用运输车是我国农业运输主要的交通工具，主要用于农村道路货物运输。AGV是一种装备有电磁或光学等自动导引模块的智能化的运载装置，一般有两种：有轨自动导引车和无轨自动导引车。本发明所述适用于农业运输的AGV是指工作在野外道路上的无轨自动车。
传统意义上的农用运输类车辆比较常见的有三轮运输车和四轮运输车等，一般是指发动机为柴油机，由人通过方向舵完成转向任务、控制转向的机车。
本文所述农用运输AGV是将配备电磁或光学等有自动导引系统设备控制接收装置的运输车，运输车工作过程中的一系列姿态将由一套专门的控制系统来实现。农用运输AGV的应用相对于工厂所用有轨自动导引小车来说，其工作运行时不需要另外铺设专门轨道或是其它的辅助设备，另外，其对运行时场地的宽度、道路和工作环境的要求相对较低。特别是在一些码头、货运港口等已经出现了运载类AGV代替人工劳作。
随着现如今经济社会的快速发展，农用运输AGV的使用能够将人从繁重的体力劳动当中解放出来，极大的提高土地承包者的劳动生产率农用运输AGV的出现将会是势不可挡的趋势。
发明内容
本发明针对上述提出的问题提供一种基于视觉导航的农用AGV运输车。
基于视觉导航的农用AGV运输车，其主要由视觉摄像头云台1、控制室、承载车厢5、车架、主减速器6、驱动电机8、转向电机9、电池10、万向转向轴15、轮毂21、驱动半轴 23、转向系27、车轮28组成；上述的视觉摄像头云台1是采集运输车前方的路况，再对不同信息的图像进行处理，并且转化为数字模拟信息发送到工控机4进行信息判断；用GPS定位器3确定运输车所在的位置；由工控机4发出指令后控制运输车的驱动系统，并配备一个主减速器—差速器6；也可以控制运输车的转向系统；以上运输车的运动是依靠蓄电池10提供动力。
所述视觉摄像头云台1主要是由摆动支架支撑20、工业相机镜头18和图像传感器19组成；是依靠工业相机镜头18采集路况信息再传递给图像传感器19；摆动支架20支撑着工业相机镜头18和图像传感器19。
所述驱动系统是工控机4控制驱动电机8，驱动电机8通过连接法兰12、轴用法兰13、中间轴Ⅰ16和中间轴Ⅱ17带动着万向轴15转动，万向轴15连接驱动半轴23带动车轮 28转动，所述的驱动电机8设置在主车架的底部。
所述驱动系统需要在左右两个车轮28之间配备一个主减速器—差速器6，为了消除左右两个车轮28不一致所产生的摩擦损耗，所述的主减速器—差速器6设置在驱动半轴23 上。
所述动力单元其实质就是一种设置在控制室里面的以蓄电池10为能源的电力驱动。
所述转向系27是由转向电机9驱动的。
所述行走控制系统其实质是一种基于视觉自动导航驾驶的系统平台。
本发明有以下有益效果：
一种基于视觉导航的农用AGV运输车，主要有承载车身5、控制室、视觉摄像头云台1、动力模块、车架、行走模块组成。在车头上放安装视觉摄像头云台1，以实现信息的采集，并且把信息传送到工控机4当中的中央处理模块中进行判断处理，进而完成速度、转向等一系列运动控制。本发明是在农用运输车具备基本载物和运动功能的前提下，添加视觉摄像头云台和GPS定位功能，对车辆进行定位和在运输车行驶时对路况信息的采集，再交给控制中心处理信息规划路线。具有结构紧凑、承载能力大、路线规划精准、进行启动/停车、加速/减速，低速或爬坡等操作时动作灵活，适合用于在农村野外道路运载货物，极大的提高土地承包者的劳动生产率，具有很高的推广价值。
附图说明
图1为所述基于视觉导航的农用AGV运输车主视全剖图；
图2为所述基于视觉导航的农用AGV运输车俯视剖图；
图2-1为所述基于视觉导航的农用AGV运输车俯视局部剖图Ⅰ；
图2-2为所述基于视觉导航的农用AGV运输车俯视局部剖图Ⅱ；
图3为所述基于视觉导航的农用AGV运输车右视半剖图；
图3-1为所述基于视觉导航的农用AGV运输车右视半剖图的局部剖图Ⅲ；
图4为所述基于视觉导航的农用AGV运输车视觉摄像云台示意图；
图5-1为所述基于视觉导航的农用AGV运输车转向系统的主视图；
图5-2为所述基于视觉导航的农用AGV运输车转向系统的俯视图；
图中序号：1视觉摄像云台，2信息显示器，3GPS定位器，4工控机，5承载车厢， 6主减速器—差速器，7钢板弹簧悬架，8驱动电机，9转向电机，10蓄电池，11轴套，12 连接法兰，13轴用法兰，14孔用弹性挡圈，15万向传动轴，16中间轴Ⅰ,17中间轴Ⅱ，18 工业相机镜头，19图像传感器，20摆动支架组，21轮毂，22滚动轴承7211C，23驱动半轴， 24垫片55，25轴肩挡圈，26油封，27转向系，28车轮，29转向节，30前横梁，31转向主销轴，32转向节臂，33转向拉杆。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示基于视觉导航的农用AGV运输车，其主要由视觉摄像头云台1、控制室、承载车厢5、车架、主减速器6、驱动电机8、转向电机9、电池10、万向转向轴15、轮毂21、驱动半轴23、转向系27、车轮28组成；上述的视觉摄像头云台1是采集运输车前方的路况，再对不同信息的图像进行处理，并且转化为数字模拟信息发送到工控机4进行信息判断；用GPS定位器3确定运输车所在的位置；由工控机4发出指令后控制运输车的驱动系统，并配备一个主减速器—差速器6；也可以控制运输车的转向系统；以上运输车的运动是依靠蓄电池10提供动力。
如图1所示，用GPS定位器3确定运输车所在的位置，与工控机之间形成一个控制反馈，可以实现实时定位、轨迹跟踪、警报报警、紧急求助等功能。
如图2、图3所示，驱动系统是工控机4控制驱动电机8，驱动电机8通过连接法兰12、轴用法兰13、中间轴Ⅰ16和中间轴Ⅱ17带动着万向轴15转动，万向轴15连接驱动半轴23带动车轮28转动，进行启动/停车、加速/减速，低速或爬坡等操作。
如图3所示，通常情况下运输车最外侧的车轮28的所走过的行程要比内侧的车轮28走过的行程要长一点，这种运行状况会大大增加车轮28轮胎的磨损。为了消除这种左右两个车轮28不一直所产生的摩擦损耗，可以在左右两个车轮28之间配备一个主减速器—差速器6，使得驱动桥两侧的车轮在行程不相同的时候可以以不同转速共同前进的同时车轮28 与地面之间的摩擦力不至于过大，进而达到运输车在前进过程中的工作要求。
如图1所示，动力单元其实质就是一种设置在控制室里面的以蓄电池10为能源的电力驱动。
如图4所示，视觉摄像头云台1是用摆动支架20支撑工业相机镜头18采集运输车在行经过程中对道路前方的路况，并且将这些含有不同信息的图像以光信号的形式传送给图像传感器19。最后，工业相机中的光电传感器将光信号转化为数字模拟信息，并将该数字模拟信号发送到工控机4当中的中央处理模块中进行判断处理运输车前方的路况。
如图5-1和图5-2所示所述转向系由前梁30、转向节29和转向主销轴31等零件组合而成；由转向电机9驱动。转向节29使用主销31和前梁30铰接的同时通过一对轮毂轴承支撑着车轮上的轮毂，来实现车轮转向的目的。在转向节安装着转向节臂32，并且转向节臂 32和转向直拉杆33相互连接。
所述行走控制系统其实质是一种基于视觉自动导航驾驶的系统平台，也就是本发明提到的AGV行走技术。
Claims (7)
1.基于视觉导航的农用AGV运输车，其特征在于：其主要由视觉摄像头云台1、控制室、承载车厢5、车架、主减速器6、驱动电机8、转向电机9、电池10、万向转向轴15、轮毂21、驱动半轴23、转向系27、轮胎28组成；上述的视觉摄像头云台1是用摆动支架20支撑工业相机镜头18采集运输车在行经过程中对道路前方的路况，并且将这些含有不同信息的图像以光信号的形式传送给图像传感器19。最后，工业相机中的光电传感器将光信号转化为数字模拟信息，并将该数字模拟信号发送到工控机4当中的中央处理模块中进行判断处理运输车前方的路况，用GPS定位器3确定运输车所在的位置；由工控机4发出指令后控制运输车的驱动电机8工作，驱动电机8通过连接法兰12、轴用法兰13中间轴Ⅰ16和中间轴Ⅱ17带动着万向轴15转动，万向轴15连接驱动半轴23带动车轮28转动；为了消除左右两个车轮28不一致所产生的摩擦损耗，可以在左右两个车轮28之间配备一个主减速器—差速器6，为了能实现运输车的转向，应配备转向电机9控制转向系27工作；以上运输车的运动是依靠蓄电池10提供动力。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的农用AGV运输车，其特征在于：所述视觉摄像头云台1主要是由摆动支架支撑20、工业相机镜头18和图像传感器19组成；是依靠工业相机镜头18采集路况信息再传递给图像传感器19；摆动支架20支撑着工业相机镜头18和图像传感器19。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的农用AGV运输车，其特征在于：所述驱动系统是工控机4控制驱动电机8，驱动电机8通过连接法兰12、轴用法兰13、中间轴Ⅰ16和中间轴Ⅱ17带动着万向轴15转动，万向轴15连接驱动半轴23带动车轮28转动，所述的驱动电机8设置在主车架的底部。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的农用AGV运输车，其特征在于：所述驱动系统需要在左右两个车轮28之间配备一个主减速器—差速器6，为了消除左右两个车轮28不一致所产生的摩擦损耗，所述的主减速器—差速器6设置在驱动半轴23上。
5.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的农用AGV运输车，其特征在于：所述动力单元其实质就是一种设置在控制室里面的以蓄电池10为能源的电力驱动。
6.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的农用AGV运输车，其特征在于：所述转向系27是由转向电机9驱动的。
7.根据权利要求1和权利要求2所述的一种基于视觉导航的农用AGV运输车，其特征在于：所述行走控制系统其实质是一种基于视觉自动导航驾驶的系统平台。
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