CN203038110U - 基于射频识别的自动引导车及系统 - Google Patents

Abstract

基于射频识别的自动引导车及系统，包括驱动底盘以及设置在驱动底盘上的自动引导车主体和驱动装置，设置在自动引导车主体上的陀螺仪、位移编码器、驱动控制器、射频阅读器和控制器；陀螺仪用于获取航向角，位移编码器用于获取位移，驱动控制器用于控制驱动装置，射频阅读器用于获取位置数据，控制器与陀螺仪、编码器、驱动控制器以及射频阅读器分别电气连接，用于根据获取的航向角、位移和位置数据计算得出基于射频识别的自动引导车的运行路径，并通过驱动控制器控制驱动装置运行。本方案基于射频识别的自动引导车及系统没有采用任何昂贵的设备，而采用了价格较为经济的射频阅读器、位移编码器及陀螺仪等，实现了自动引导，达到了降低成本目的。

Description

基于射频识别的自动引导车及系统

技术领域

本发明涉及自动引导车技术，特别是涉及基于射频识别的自动引导车及系统。

背景技术

AGV（Automatic GuidedVehicle）是指自动引导车，它是以电池为动力，装有导航系统的无人驾驶自动化搬运车辆。AGV的显著特点是无人驾驶，利用自动导航系统，AGV可以在不需要人工引航的情况下，沿预定的路线自动行驶，自动将货物从起始点运送到目的地，并可以根据仓储货位要求，生产工艺流程等改变而灵活改变，具有柔性好、自动化程度高和智能化水平高等优点，所以AGV在机械加工、物料装配、家电生产、微电子制造、卷烟等多个行业领域内得到了研究和应用。

AGV的导航方式有多种，如光学导引，激光导引，图象识别导引等。例如，图象识别导引的AGV是目前研究的热点，但是技术尚不成熟；激光导引方式的AGV通过激光扫描多个反射板来实现自身定位，然而整套的价格却非常昂贵。

发明内容

基于此，有必要针对价格较高的问题，提供一种成本较低的基于射频识别的自动引导车及基于射频识别的自动引导车系统。

一种基于射频识别的自动引导车，包括驱动底盘以及设置在所述驱动底盘上的自动引导车主体和驱动装置，还包括：设置在所述自动引导车主体上的陀螺仪，用于获取所述基于射频识别的自动引导车运行时的航向角；设置在所述自动引导车主体上的位移编码器，用于获取所述基于射频识别的自动引导车行驶时的位移；设置在所述自动引导车主体上的驱动控制器，用于控制所述驱动装置；设置在所述自动引导车主体上的射频阅读器，用于获取位置数据；以及设置在所述自动引导车主体上的控制器，与所述陀螺仪、所述编码器、所述驱动控制器以及所述射频阅读器分别电气连接，用于根据获取的所述航向角、所述位移计算得出所述基于射频识别的自动引导车的计算位置数据，并得到所述基于射频识别的自动引导车的运行路径；所述基于射频识别的自动引导车根据所述计算位置数据与所述位置数据匹配的结果进行航向和位置的矫正，通过所述驱动控制器控制所述驱动装置运行。

在其中一个实施例，还包括：设置在所述自动引导车主体上的导引线探测器，所述导引线探测器与所述控制器连接，用于探测导引线。

在其中一个实施例，还包括：设置在所述驱动底盘上的舵角编码器，所述舵角编码器与所述控制器连接，用于测量所述自动引导车主体与所述驱动底盘之间的偏角。

在其中一个实施例，还包括：设置在所述自动引导车主体上的通信装置，所述通信装置与所述控制器连接，用于通信。

另外，还有必要提供一种基于射频识别的自动引导车系统，包括如权利要求1~4任意一项所述的基于射频识别的自动引导车，还包括：设置在道路上的射频标签，所述射频标签存储有位置数据。

在其中一个实施例，还包括：设置在道路上的导引线，所述导引线用于引导所述基于射频识别的自动引导车行驶。

在其中一个实施例，还包括：调度中心，通过所述通信装置对所述基于射频识别的自动引导车进行调度。

在其中一个实施例，所述射频标签设置在所述导引线的两端。

在其中一个实施例，所述导引线探测器为磁条追踪器、电磁追踪器或光学追踪器；所述通信装置为WIFI、红外或蓝牙。

在其中一个实施例，所述相邻导引线之间的距离大于所述导引线的长度。

采用本方案的基于射频识别的自动引导车及系统没有采用任何昂贵的设备，例如激光设备等。而采用了价格较为经济的射频阅读器、位移编码器及陀螺仪等，同样实现了自动引导，达到了降低成本目的。

附图说明

图1为基于射频识别的自动引导车的结构框图；

图2为一实施例的基于射频识别的自动引导车的结构框图；

图3为基于射频识别的自动引导车系统的结构框图；

图4为基于射频识别的自动引导车行驶过程示意图。

具体实施方式

基于射频识别的自动引导车（AGV，Automatic Guided Vehicle），其所在的环境较佳，道路较平坦，可以近似的认为基于射频识别的AGV在一个二维水平面内的运行。基于射频识别的AGV通过陀螺仪获取的航向角、位移编码器获取的位移以及射频识别所获得的位置数据，控制器根据航向角、位移以及位置数据计算得出基于射频识别的AGV的运行路径，然后通过驱动控制器控制驱动装置运行，进而驱动基于射频识别的AGV运行。

参阅附图1~2，基于射频识别的自动引导车，包括驱动底盘（图未示）、自动引导车主体（图未示）和驱动装置（图未示）；还包括设置在自动引导车主体上的陀螺仪10、位移编码器20、驱动控制器30以及射频阅读器40以及控制器50。

驱动底盘，是基于射频识别的AGV车形成整体构造的基础，起到支承、安装汽车发动机（驱动装置）及其各部件的作用，保证正常行驶。

自动引导车主体，设置在驱动底盘上，可搭载其它车载设备。

驱动装置，设置在驱动底盘，为基于射频识别的AGV提供动力源。驱动装置可以是电动机、柴油机或者是汽油机。在本实施例中，基于射频识别的AGV采用的是电动机，因为电动机运行较平稳、易控制，且环保。

陀螺仪10，安装在自动引导车主体上，用于获取基于射频识别的AGV运行时的航向角。具体地，陀螺仪10的敏感轴与水平面垂直，陀螺仪10可以检测基于射频识别的AGV运行过程中转动的角速率，通过对角速率的积分，可以获取基于射频识别的AGV相对于初始时刻（或者是预设时间）的航向角。

位移编码器20，安装在自动引导车主体上，用于获取基于射频识别的AGV行驶时的位移。在本实施例中，位移编码器20采用两个增量式轴角编码器，固定于自动引导车主体上，增量式轴角编码器的轴通过联轴器与基于射频识别的AGV的车轮相连，检测基于射频识别的AGV相对于地面的位移。进一步地，与基于射频识别的AGV相连的车轮，最佳的是主动轮，因为基于射频识别的AGV在运行过程中不容易打滑，检测到的数据较准确。一般基于射频识别的AGV的主动轮都是后轮，故位移编码器20较多的安装在基于射频识别的AGV的后轮。当然，也可以理解为，采用其它类型的位移编码器20，也可以安装在AGV其它部位，只要能够测得基于射频识别的AGV的位移即可。

驱动控制器30，安装在自动引导车主体上，用于控制驱动装置。在本实施例中的驱动装置采用的是电机，驱动控制器30为控制电路板，驱动控制器30根据指令控制电机的运行，进而驱动基于射频识别的AGV的行驶。

射频阅读器40，安装在自动引导车主体上，用于获取位置数据。具体地，射频阅读器40获取射频信号，射频信号中记载了位置数据。当基于射频识别的AGV通过记载了位置数据的射频信号覆盖区，射频阅读器40能够获得当前真实的位置数据，为基于射频识别的AGV运行提供校正参考。

控制器50，安装在自动引导车主体上，与陀螺仪10、编码器、驱动控制器30以及射频阅读器40分别电气连接。控制器50根据获取的航向角、位移计算得出基于射频识别的自动引导车的计算位置数据，并得到基于射频识别的AGV的运行路径。基于射频识别的AGV根据计算位置数据与位置数据匹配的结果进行航向和位置的矫正，通过驱动控制器30控制驱动装置运行。具体地，控制器50根据获取的航向角和位移通过三角函数可以计算得出当前基于射频识别的AGV的计算位置数据（即计算得到的当前坐标）。基于当前计算位置数据按照预先设置好的目的地坐标进行导航。可以理解，该预先设置的目的地坐标可以是用户设置或计算机设置，在本申请中不做限定。

该控制器50为运算处理装置，主要由处理芯片（或者是单片机）组成，根据所获得的数据进行运算并输出结果，或者通过输出的指令控制其它器件。

采用本方案的基于射频识别的AGV，仅通过设置在基于射频识别的AGV内的陀螺仪10和位移编码器20所获得的航向角和位移计算得到计算位置数据，即可获得基于射频识别的AGV运行的轨迹坐标，引导基于射频识别的AGV运行。

而且，本方案的基于射频识别的AGV还结合了射频阅读器40，能够获得当前的位置数据。通过当前的位置数据与计算位置数据进行比较对基于射频识别的AGV进行校正，达到校正目的。使得本方案基于射频识别的AGV还具有自我校正能力，在较复杂的环境中运行时，能够及时的调整航向，保证AGV运行的正确。

进一步，本方案的基于射频识别的AGV没有采用任何昂贵的设备，例如激光设备等。而采用了价格较为经济的射频阅读器40、位移编码器20及陀螺仪10等，同样实现了自动引导，达到了降低成本目的。

结合附图2，在一实施例中，基于射频识别的自动引导小车还包括：导引线探测器60，设置在所述自动引导车主体上，导引线探测器60与控制器50连接，用于探测导引线，为基于射频识别的AGV正确行使路线进行引导。导引线探测器为磁条追踪器、电磁追踪器或光学追踪器。

在一实施例中，基于射频识别的自动引导小车还包括：舵角编码器70，设置在驱动底盘上，且舵角编码器70与控制器50电气连接，用于测量自动引导车主体与驱动底盘之间的偏角。具体地，由于驱动底盘位于自动引导车主体的下方，其连接方式主要通过铰链连接，且铰链旋转轴与水平面垂直。此时，新的基于射频识别的AGV的航向角为陀螺仪10获取的航向角加上舵角编码器70获取的“偏角”，新的航向角为基于射频识别的AGV行驶过程中提供了更加准确的航向角，为基于射频识别的AGV自我校正提供更为准确的数据，使得基于射频识别的AGV行驶更加安全、准确，运行效率更高。

在一实施例中，基于射频识别的自动引导小车还包括：通信装置80，设置在自动引导车主体上，与控制器50连接，用于通信，可以向外界发送基于射频识别的AGV行驶信息，也可以接收外界传递的信息。通信装置80可以是无线通信设备，例如WIFI、红外或蓝牙等。

基于上述基于射频识别的自动引导车，还提供基于射频识别的自动引导车系统。

参阅附图3，该基于射频识别的自动引导车系统包括上述基于射频识别的自动引导车，还包括：射频标签90。

射频标签90，设置在道路上，该射频标签90存储位置数据，即射频标签90当前的绝对位置。该射频标签90可以是有源射频标签或无源射频标签，当搭载有射频阅读器40的基于射频识别的AGV通过设置有射频标签90的区域时，射频阅读器40能够获得当前的位置数据，即绝对的位置。

在一实施例中，基于射频识别的AGV还包括导引线100，设置在道路上，导引线100用于引导基于射频识别的AGV行驶。该导引线100可以为磁条导引线、电磁导引线或光学导引线等。

在其它实施例中，射频标签90设置在导引线100的两端，基于射频识别的AGV的射频阅读器40获得导引线100一端的射频标签90的位置数据，对自身进行校正；接着沿导引线100行使，使得基于射频识别的AGV走正；最后通过导引线100另一端的射频标签90的位置数据，再次进行校正，确保基于射频识别的AGV行驶在方向正确的行驶路线上。当然，可以理解，射频标签90可以设置在导引线100的任意一端或设置在导引线100的中间，达到校正的目的。

进一步地，相邻导引线100之间的距离大于导引线100的长度。即，在整个基于射频识别的AGV的行驶道路上不需要全部铺设导引线100，因为基于射频识别的AGV在行驶过程中的误差积累需要一定的时间，故不需要整个道路都设置导引线100，为基于射频识别的自动引导车系统节省了费用。同时，导引线100的设置方式灵活且多种多样，故可以灵活的设置路径，提高基于射频识别的AGV的运行效率。

调度中心110，通过通信装置80对基于射频识别的自动引导车进行调度。调度中心110给基于射频识别的AGV发出操控指令，例如调度中心110根据工作的需要向基于射频识别的AGV发送任务信息（例如一系列行驶坐标，行驶速度，是否需要停止等任务信息）。进一步地，通信装置80还可以主动的把基于射频识别的AGV当前行驶的坐标等其它信息实时发送至调度中心110。调度中心110可以实时获取基于射频识别的AGV行驶状况，根据任务需要发出新的指令或者是监控其状态，实时了解并调整AGV工作情况，实现调度中心110与基于射频识别的AGV的互动。

采用本方案的基于射频识别的自动引导车系统，调度中心110可以通过通信装置80与基于射频识别的AGV进行互动，监控基于射频识别的AGV的运行状态或者是给基于射频识别的AGV发送新的运行任务指令。同时，基于射频识别的AGV也可以通过通信装置80把基于射频识别的AGV的运行情况或任务的执行情况反馈给调度中心110，实现全面的监控及调度，节省了人力成本，而且仅需要通过软件设置即可，提高基于射频识别的AGV系统的运行效率。

现结合附图4与具体实施例说明本方案的实施过程，基于射频识别的AGV所运行的工作环境较为平坦，可以视为在二维水平面内运行。导引线（分别布置在①、②、③、④、⑤和⑥区域）布设在道路的中央，每个导引线之间的距离在30米，而导引线的长度为1米，在导引线的两端分别布置了射频标签。若基于射频识别的AGV要从A点到B点传递货物，则需要经过编号为①、③和⑤区域的引导性，以及设置在该引导线两端的射频标签。当基于射频识别的AGV途径达编号为③的区域，首先通过射频阅读器获取射频标签的位置数据，通过该位置数据与计算所得的位置数据进行比对，并进行校正；然后通过导引线探测器探测导引线，导引基于射频识别的AGV沿导引线行驶，使车身走正；最后，通过另外一个射频标签，再次进行校正，确保基于射频识别的AGV行驶在准确的道路上。同理，在编号为①和⑤的区域，其导引和校正方法一致。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于射频识别的自动引导车，包括驱动底盘以及设置在所述驱动底盘上的自动引导车主体和驱动装置，其特征在于，还包括：

设置在所述自动引导车主体上的陀螺仪，用于获取所述基于射频识别的自动引导车运行时的航向角；

设置在所述自动引导车主体上的位移编码器，用于获取所述基于射频识别的自动引导车行驶时的位移；

设置在所述自动引导车主体上的驱动控制器，用于控制所述驱动装置；

设置在所述自动引导车主体上的射频阅读器，用于获取位置数据；以及

设置在所述自动引导车主体上的控制器，与所述陀螺仪、所述编码器、所述驱动控制器以及所述射频阅读器分别电气连接，用于根据获取的所述航向角、所述位移计算得出所述基于射频识别的自动引导车的计算位置数据，并得到所述基于射频识别的自动引导车的运行路径；所述基于射频识别的自动引导车根据所述计算位置数据与所述位置数据匹配的结果进行航向和位置的矫正，通过所述驱动控制器控制所述驱动装置运行。

2.根据权利要求1所述的基于射频识别的自动引导车，其特征在于，还包括：设置在所述自动引导车主体上的导引线探测器，所述导引线探测器与所述控制器连接，用于探测导引线。

3.根据权利要求2所述的基于射频识别的自动引导车，其特征在于，还包括：设置在所述驱动底盘上的舵角编码器，所述舵角编码器与所述控制器连接，用于测量所述自动引导车主体与所述驱动底盘之间的偏角。

4.根据权利要求3所述的基于射频识别的自动引导车，其特征在于，还包括：设置在所述自动引导车主体上的通信装置，所述通信装置与所述控制器连接，用于通信。

5.一种基于射频识别的自动引导车系统，其特征在于，包括如权利要求1~4任意一项所述的基于射频识别的自动引导车，还包括：设置在道路上的射频标签，所述射频标签存储有位置数据。

6.根据权利要求5所述的基于射频识别的自动引导车系统，其特征在于，还包括：设置在道路上的导引线，所述导引线用于引导所述基于射频识别的自动引导车行驶。

7.根据权利要求6所述的基于射频识别的自动引导车系统，其特征在于，还包括：调度中心，通过所述通信装置对所述基于射频识别的自动引导车进行调度。

8.根据权利要求7所述的基于射频识别的自动引导车系统，其特征在于，所述射频标签设置在所述导引线的两端。

9.根据权利要求8所述的基于射频识别的自动引导车系统，其特征在于，所述导引线探测器为磁条追踪器、电磁追踪器或光学追踪器；所述通信装置为WIFI、红外或蓝牙。

10.根据权利要求9所述的基于射频识别的自动引导车系统，其特征在于，所述相邻导引线之间的距离大于所述导引线的长度。

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