CN115793643A - Agv激光导航系统自动复位方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导航技术领域，公开一种AGV激光导航系统自动复位方法和设备，方法包括：设置AGV的伪半自动状态，当AGV在自动状态下清除报错后仍处于离线状态时AGV切换入伪半自动状态，AGV切换入所述伪半自动状态后通过车载的模拟量手柄控制AGV移动至规划路径中确定的停车点的启动距离内后切回自动状态，实现AGV的自动复位；设备包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行方法各步骤的计算机程序。本发明可以提升AGV工作现场的作业效率、降低人工操作成本。

Description

AGV激光导航系统自动复位方法和设备

技术领域

本发明涉及导航技术领域，尤其是指一种AGV激光导航系统自动复位方法和设备。

背景技术

AGV(自动导引运输车Automated Guided Vehicle，AGV)是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车辆。目前AGV导航系统大致分为视觉导航、电磁导航、激光导航和惯性导航几大类，基于导航精度和避障安全性的要求，AGV车辆的实际应用中会使用其中一种或多种方式复合导航。

目前激光导航方式在AGV领域使用较为广泛，如图1所示，激光导航的原理是车载的激光导航仪通过自身发射和接收的激光信号，在使用场景内根据已布置的定位反射板获取定位数据，再通过车辆控制系统的导航算法确定车辆在运行平面XY坐标中的确切位置，从而实现AGV的自动导航基础。具体为：是以激光发射器为平面原点，以360°发射激光束对当前平面内的反光板进行扫描，当扫射到墙体或固定物上的反光板时，会有激光束返回导航激光发射器，激光发射器会计算出该反光板与自身的距离和角度，当扫描和计算出的反光板数量≥3的时，根据3点成面的原理，导航系统即可计算出车辆在当前XY轴平面内的具体位置。基于激光导航的基础，AGV车辆可以在规划的预定路线上从某一点出发到达指定的位置点。因此使用激光导航方式的AGV在场景内的路径规划面上拥有非常大的自由度。

但是，当使用者场景内有较多的AGV在同时运行工作时，人工监督和操作的工作量较大，车辆等待人工处理的时间长，会降低整体AGV的运行效率，这不符合AGV行业发展“在物流行业减少人力投入，将车辆的安全性和效率最大化”的初衷。当AGV因为车辆因内部某些原因或外部干扰因素出现报错急停状态或脱离预定路线的情况时，只能在当前确定点位、即必须在一个路径中确定的坐标点的最小范围内(例如50mm)才可以执行下一步行走动作，因此需要人工消除错误并将车辆移动至安全的复位位置。并且，目前AGV的人工操作方式主要是通过车辆配置的有线手柄或者车辆的方向握把来控制车辆行走，在等待人工复位的时间内车辆只能处于故障报错状态，自主复位能力差，还有可能造成运行线路上其他车辆的连锁停车，对现场运输作业任务的效率问题造成很大影响。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种AGV激光导航系统自动复位方法和设备，可以提升AGV工作现场的作业效率、降低人工操作成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种AGV激光导航系统自动复位方法，包括：

设置AGV的伪半自动状态，当AGV在自动状态下清除报错后仍处于离线状态时AGV切换入所述伪半自动状态；

AGV切换入所述伪半自动状态后，通过车载的模拟量手柄控制AGV移动至规划路径中确定的停车点的启动距离内后切回自动状态，实现AGV的自动复位。

在本发明的一个实施例中，所述AGV在自动状态下清除报错后仍处于离线状态时，经过预设等待时间后切入所述伪半自动状态。

在本发明的一个实施例中，在所述伪半自动状态下调度系统无法给AGV发送指令，AGV不具备完全自动状态功能、可以通过导航定位自动寻路到达最近距离点。

在本发明的一个实施例中，AGV上搭载SICK S300安全传感器，在AGV行驶过程中SICK S300安全传感器实时检测AGV行进方向上出现的障碍物并在障碍物进入预定位置时对AGV进行减速和急停控制。

在本发明的一个实施例中，所述在障碍物进入预定位置时对AGV进行减速和急停控制后，使用人工操作对AGV进行复位。

在本发明的一个实施例中，所述通过车载的模拟量手柄控制AGV移动，具体为：

设置预设模拟量，通过人工手柄的方向键控制可编程逻辑控制器将所述预设模拟量作用于电机驱动器，电机驱动器根据所述预设模拟量的大小驱动AGV的移动速度。

在本发明的一个实施例中，所述预设模拟量控制AGV的移动速度小于正常移动速度。

在本发明的一个实施例中，所述规划路径中确定的停车点的启动距离内，具体为：

当AGV的当前位置距离规划工作路径的距离小于等于预设距离，则AGV位于所述规划路径中确定的停车点的启动距离内。

在本发明的一个实施例中，AGV在运行过程中，使用车辆声光报警防护、车辆硬件触边传感器保护和车辆导航系统多车协同交通管制保护。

本发明还提供了一种AGV激光导航系统自动复位设备，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的AGV激光导航系统自动复位方法的步骤。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明通过设计伪半自动状态来增加车辆的自主性，在伪半自动状态下通过车载的模拟量手柄控制AGV移动至规划路径中确定的停车点的启动距离内后就切回自动状态，解决了传统AGV报错后需要人工确认以及手动操作的多重步骤，简化了自动复位流程，大大降低了AGV的非必要性停车等待时间，提升了AGV的整体运行效率，同时减轻了现场操作人员的作业负担，提升使用者满意度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是自动导引运输车的自动导航原理示意图，

图2是本发明的流程图，

图3是本发明实施例中的流程步骤图，

图4是本发明实施例中使用的自动导引运输车的照片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

名词解释：

1.空闲状态：车辆状态为空闲，表示车辆无报错，可接受调度系统下发的任务，可按照导航系统的线路行走。

2.离线状态：车辆状态为离线，表示车辆无当前点位信息，需要通过将车辆切换至半自动状态，通过车辆行走来矫正当前位置，并在到达路径上确定的点位坐标50mm范围内是转为空闲状态状态。

3.位置灯：车辆激光导航系统在车辆进入应用场景内时，通过人工确认给车辆一个当前的确认坐标，使得车辆导航系统能够识别自身当前位置。当车辆已确认自身当前位置时，车辆控制面板上的位置灯会处于1HZ的闪烁状态。

4.自动状态、半自动状态、手动状态、伪半自动状态：车辆控制面板上配置有一个三挡旋钮开关，可以将车辆切换为不同的运行状态，也对应了不同的应用权限。

(1)自动状态：车辆的行驶方向和目标点位由导航系统控制，车辆处于待执行任务状态，会在接收到车辆调度系统给定的任务时，按照规划的路径运行。

(2)半自动状态：车辆的导航系统只提供当前车辆位置信息，并控制车辆驱动轮的左右转向角度。车辆的行驶需要人工操作。

(3)手动状态：车辆的导航系统将不再控制车辆的任何行驶动力和方向，车辆将完全由人工操作。

5.最小距离点：当AGV处在定位场景中，且已给定当前确定坐标位置(位置灯闪烁)，AGV搭载的激光导航系统会根据车辆自身位置和路径中标定的定位点，找到距离车辆最近的一个行驶点，并给出待行驶距离

参照图2所示，本发明公开了一种AGV激光导航系统自动复位方法和设备：设置AGV的伪半自动状态，当AGV在自动状态下清除报错后仍处于离线状态时AGV经过预设等待时间10秒后切换入所述伪半自动状态；AGV切换入所述伪半自动状态后，通过车载的模拟量手柄控制AGV移动至规划路径中确定的停车点的启动距离内后切回自动状态，实现AGV的自动复位。

所述伪半自动状态介于自动状态和半自动状态之间，在所述伪半自动状态下调度系统无法给AGV发送指令，AGV不具备完全自动状态功能、可以通过导航定位自动寻路到达最近距离点。车辆能够自行移动到最小距离点的前提条件是：第一、车辆的报错已恢复(人工清除错误或车辆自复位)；第二、S300安全传感器启用，对行驶路径方向进行扫描是否有障碍物，如果有障碍物则会进入报警状态，车辆会停止等待人工复位。

AGV上搭载SICK S300安全传感器(简称S300)，在AGV行驶过程中S300实时检测AGV行进方向上出现的障碍物并在障碍物进入预定位置时对AGV进行减速和急停控制，保障车辆行驶安全。所述在障碍物进入预定位置时对AGV进行减速和急停控制后，使用人工操作对AGV进行复位，避免AGV自行复位会发生撞击障碍物的情况。

通过车载的模拟量手柄控制AGV移动至规划路径中确定的停车点的启动距离内后切回自动状态，其中：

通过车载的模拟量手柄控制AGV移动，具体为：设置预设模拟量，通过人工手柄的方向键控制可编程逻辑控制器将所述预设模拟量作用于电机驱动器，电机驱动器根据所述预设模拟量的大小驱动AGV的移动速度。车辆行驶电机是模拟量控制型号，即给定的模拟量大小和正负值对应了行驶电机的转速和转动方向。通过控制模拟量大小和正负值变化，即可使车辆按照预定的速度和方向行驶。所述预设模拟量控制AGV的移动速度小于正常移动速度。预设模拟量的大小根据实际需要设定，对应AGV移动速度的快慢。当车辆需要自复位寻点时，为了保证车辆的安全性，本实施例中AGV的移动速度为正常行驶速度的1/5，即模拟量为正常行驶时的1/5。

规划路径中确定的停车点的启动距离内，具体为：车辆激光导航系统工作原理车辆要在XY平面内按照规定路线行驶，则需要给车辆一个预先规划的路径。路径由多个确定坐标的点组成直线或曲线，当车辆自身的位置已通过激光导航仪的定位确定时，则在XY平面内，车辆电脑可以计算出车辆周围的其他点位距离车辆的距离和当前车辆朝向的角度，将车辆行驶路径中可到达的最近点作为最近距离点。当AGV的当前位置距离规划工作路径的距离小于等于预设距离，则AGV位于所述规划路径中确定的停车点的启动距离内，本实施例中预设距离为50mm。

本实施例中的AGV在运行过程中，使用车辆声光报警防护、车辆硬件触边传感器保护、车辆导航系统多车协同交通管制保护(类比红绿灯系统)的多重安全保护。

车辆具备的多重安全保护针对车辆自身运行的急停性防护主要是S300安全传感器和车辆硬件触边传感器协同工作，目的是对车辆进行减速和制动，从而使车辆不会与障碍物发生碰撞损坏。车辆配置的声光报警系统则起到了对工作场地内人员的警示作用，使人对车辆的行驶和报错状态提高注意度。车辆多车协同交管系统则是从外部的交管上位系统为出发点，对多车位置进行实时监控和管理，从而实现车辆等待和车辆红绿灯运行机制。从而达到了软防护的作用。

如图3所示，本实施例中的方法具体包括以下步骤：

S1：使用如图4所示的AGV进行现场作业，当AGV报错停止，判断当前报错是否为可自动复位错误，若是可自动复位(例如S300检测到障碍物且障碍物已脱离碰撞半径)错误则执行S7，若是不可自动复位错误(例如S300持续检测到障碍物,车辆运行路线被阻挡)则执行S2。

S2：人工检查车辆状况和车辆周围的运行环境是否符合安全条件，当人工确认完车辆满足运行条件后，对车辆按下复位按钮，清除车辆报错信息；接着判断车辆的当前位置是否在规划路径中确定的停车点的启动距离内(若距离规划工作路径的距离小于50mm为空闲状态,大于50mm为离线状态)，若为空闲状态则执行S8，若为离线状态则经过10秒等待时间执行S3。

S3：判断AGV位置灯是否熄灭，若是则执行S6，若否则执行S4。

S4：AGV切换入伪半自动状态，通过车载的模拟量手柄控制车辆前进或后退，观察车辆半自动界面上剩余最小距离点的距离，车辆控制器实时判断车辆最小距离点的方向和距离，并通过虚拟模拟量信号给车辆的行驶电机一个合理的速度，使得AGV慢慢移动至确定的停车点的启动距离内，AGV切回自动状态。伪半自动状态下AGV继续启用S300检测，保证车辆行驶的安全性：若检测到有障碍物则执行S6，若没有障碍物则继续移动AGV。

S5：再进行一次判断车辆的当前位置是否在规划路径中确定的停车点的启动距离内，若为空闲则执行S8，若为离线则执行S4；

S6：人工将AGV移动到规划路径中确定的停车点的启动距离内，执行S8；

S7：AGV自动复位，执行S8；

S8：继续执行任务。

本发明还公开了一种AGV激光导航系统自动复位设备，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的AGV激光导航系统自动复位方法和设备的步骤。

本发明通过设计伪半自动状态来增加车辆的自主性，在伪半自动状态下通过车载的模拟量手柄控制AGV移动至规划路径中确定的停车点的启动距离内后就切回自动状态，解决了传统AGV报错后需要人工确认以及手动操作的多重步骤，简化了自动复位流程，大大降低了AGV的非必要性停车等待时间，提升了AGV的整体运行效率，同时减轻了现场操作人员的作业负担，提升使用者满意度。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于，包括：

设置AGV的伪半自动状态，当AGV在自动状态下清除报错后仍处于离线状态时AGV切换入所述伪半自动状态；

AGV切换入所述伪半自动状态后，通过车载的模拟量手柄控制AGV移动至规划路径中确定的停车点的启动距离内后切回自动状态，实现AGV的自动复位。

2.根据权利要求1所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：所述AGV在自动状态下清除报错后仍处于离线状态时，经过预设等待时间后切入所述伪半自动状态。

3.根据权利要求2所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：在所述伪半自动状态下调度系统无法给AGV发送指令，AGV不具备完全自动状态功能、可以通过导航定位自动寻路到达最近距离点。

4.根据权利要求1所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：AGV上搭载SICKS300安全传感器，在AGV行驶过程中SICK S300安全传感器实时检测AGV行进方向上出现的障碍物并在障碍物进入预定位置时对AGV进行减速和急停控制。

5.根据权利要求4所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：所述在障碍物进入预定位置时对AGV进行减速和急停控制后，使用人工操作对AGV进行复位。

6.根据权利要求1所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：所述通过车载的模拟量手柄控制AGV移动，具体为：

设置预设模拟量，通过人工手柄的方向键控制可编程逻辑控制器将所述预设模拟量作用于电机驱动器，电机驱动器根据所述预设模拟量的大小驱动AGV的移动速度。

7.根据权利要求6所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：所述预设模拟量控制AGV的移动速度小于正常移动速度。

8.根据权利要求1所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：所述规划路径中确定的停车点的启动距离内，具体为：

当AGV的当前位置距离规划工作路径的距离小于等于预设距离，则AGV位于所述规划路径中确定的停车点的启动距离内。

9.根据权利要求1-8任一项所述的AGV激光导航系统自动复位方法，其特征在于：AGV在运行过程中，使用车辆声光报警防护、车辆硬件触边传感器保护和车辆导航系统多车协同交通管制保护。

10.一种AGV激光导航系统自动复位设备，其特征在于：包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任一项所述的AGV激光导航系统自动复位方法的步骤。

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