CN204241966U - 一种视觉导向自行搬运小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种视觉导向自行搬运小车，其技术要点是：转向机构、驱动机构、动力电池、导向CCD摄像头、避障CCD摄像头和计算机控制系统均安装在车身上，导向CCD摄像头、避障CCD摄像头输出信号经图像采集卡接入计算机控制系统；运行轨道为条状彩色胶带，运行轨道的侧边设有停车标志，通过不干胶固定在小车运行轨迹的路面上。本实用新型实现自行搬运小车按自动规划的运动轨迹运行，通过设置的停车标志，实现搬运小车定点减速和停止，降低了轨道成本，控制过程更简单；简化了对周边环境的识别难度，特别通过对特定标志（停车标志）的识别，可以对自行小车绝对位置坐标进行定位。

Description

一种视觉导向自行搬运小车

技术领域

本实用新型专利涉及一种视觉导向自行搬运小车，属于装备制造技术领域。

背景技术

自行搬运小车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，是指装备有自动导引装置，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，以可充电蓄电池为其动力来源，电磁感应式引导一般是在地面上，沿预先设定的行驶路径埋设电线，当高频电流流经导线时，导线周围产生电磁场，AGV上左右对称安装有两个电磁感应器，它们所接收的电磁信号的强度差异可以反映AGV偏离路径的程度。AGV的自动控制系统根据这种偏差来控制车辆的转向，连续的动态闭环控制能够保证AGV对设定路径的稳定自动跟踪。这种电磁感应引导式导航方法目前在绝大多数商业化的AGV系统上使用，另一种AGV上安装有可旋转的激光扫描器，在运行路径沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性反射板的激光定位标志，AGV依靠激光扫描器发射激光束，然后接受由四周定位标志反射回的激光束，车载计算机计算出车辆当前的位置以及运动的方向，通过和内置的数字地图进行对比来校正方位，从而实现自动搬运，目前，该种AGV的应用越来越普遍。并且依据同样的引导原理，若将激光扫描器更换为红外发射器、或超声波发射器，则激光引导式AGV可以变为红外引导式AGV和超声波引导式AGV。另一种正在快速发展和成熟的AGV基于视觉装置引导式，该种AGV上装有CCD摄像机和传感器，在车载计算机中设置有AGV欲行驶路径周围环境图像数据库。AGV行驶过程中，摄像机动态获取车辆周围环境图像信息并与图像数据库进行比较，从而确定当前位置并对下一步行驶做出决策，这种AGV由于不要求人为设置任何物理路径，因此在理论上具有最佳的引导柔性，随着计算机图像采集、储存和处理技术的飞速发展，该种AGV的实用性越来越强。此外，还有铁磁陀螺惯性引导式AGV、光学引导式AGV等多种形式的AGV。除了单独运行的AGV,还可以由多台AGV组成系统，例如，2011.06.29公告的实用新型专利“一种自行小车智能编码信号传输控制系统”（公告号：CN201886340U），它包括有主控柜和若干台自行小车以及沿轨道布置的三相电源线和一根中性线组成的滑触线组，主控柜中的控制器与小车上的小车控制器通过两根信号线连接作为信号传输线，克服了现有技术中自行小车需要采用专用信号滑触线进行信号传输和控制；2011-08-16公告的发明专利“一种自行小车输送系统”（专利号：CN102424253A），包括导轨及自行小车,自行小车能在导轨上运动，自行小车上设有车载控制单元,车载控制单元内的位置识别器与导轨上的位置标识卡相对应配合，在主控制器和小车控制器之间实现无线方式通信,避免了现有技术中连接主控制器和小车从控制器的滑触线装置,提高了主从通信的可靠性。

发明内容

本实用新型提出一种视觉导向自行搬运小车，融合了传统电磁导向和视觉导向的优点，改变运行轨道结构，将传统CCD视觉系统中对周围环境的识别变成对运行轨道轨迹以及若干标志图案的识别，减轻了CCD视觉传感器的工作负荷和工作的可靠性，通过对特定标志的识别，可以对自行小车绝对位置坐标进行定位，从而可以方便组成自行小车网络系统。

本实用新型的技术方案为：

一种视觉导向自行搬运小车，包括车身、转向机构、驱动机构、动力电池、导向CCD摄像头、避障CCD摄像头、计算机控制系统和运行轨道，其特征在于：

车身作为基础构件，转向机构、驱动机构、动力电池、导向CCD摄像头、避障CCD摄像头和计算机控制系统均安装在车身上，导向CCD摄像头、避障CCD摄像头输出信号经图像采集卡接入计算机控制系统；运行轨道为条状彩色胶带，运行轨道的侧边设有停车标志，（运行轨道及停车标志）通过不干胶固定在小车运行轨迹的路面上；

转向机构由滚轮、转向轴、蜗杆减速机构和转向电机组成，转向轴垂直于车身安装，滚轮安装在转向轴下面，转向电机通过蜗杆减速机构与转向轴的上端传动连接，转向电机接收计算机控制系统信号，通过转向电机带动转向轴转向左或向右偏转一个角度，带动小车调整方向；

驱动机构由滚轮、驱动轴、齿轮减速机构和驱动电机组成，滚轮通过驱动轴安装在车身上，驱动电机通过齿轮减速机构与驱动轴传动连接，驱动电机接收计算机控制系统信号，驱动小车实现启动、运行和减速、停止。

有益效果：本实用新型一种视觉导向自行搬运小车基于视觉定位原理，实现自行搬运小车按自动规划的运动轨迹（运行轨道）运行，通过设置的停车标志，实现搬运小车定点减速和停止，相对于传统的电磁感应式自行搬运小车，降低了轨道成本，控制过程更简单。相对于传统的CCD视觉导向自行搬运小车，简化了对周边环境的识别难度，使自行搬运小车的工作变得简单可靠。特别通过对特定标志（停车标志）的识别，可以对自行小车绝对位置坐标进行定位，从而可以方便组成自行小车网络系统。

附图说明

附图1是视觉导向自行搬运小车的结构原理示意图。

附图2附图1中的A向视图。

附图3是视觉导向自行搬运小车的电气原理示意图。

附图4是视觉导向自行搬运小车的轨道示意图。

具体实施方式

结合附图1、附图2、附图3和附图4，进一步描述本实用新型专利如下：一种视觉导向自行搬运小车，导向轮6、蜗杆减速机构3和转向电机4共同组成转向机构，驱动轮12、齿轮减速机构11、固定支架9和驱动电机8组成驱动机构，转向机构、驱动机构与车身7、动力电池10、导向CCD摄像头1、避障CCD摄像头2、计算机控制系统以及运行轨道一起组成视觉导向自行搬运小车；车身7作为基础构件，是转向机构、驱动机构、动力电池、导向CCD摄像头、避障CCD摄像头和计算机控制系统的安装基础，小车20的管理者通过触摸屏13下达运行指令，指令信号经位置控制板16变换后输出到伺服放大器15，进一步放大后使驱动电机8转动，小车20沿特定的运行轨道18运行，运行轨道18为条状彩色胶带，运行轨道的侧边设有停车标志19，停车标志19通过不干胶固定在小车运行轨迹的路面上，导向CCD摄像头1垂直地面安装在运行轨道上方，距离地面保持350mm（可以在300-600mm范围变化）的高度，检测信号经图像采集卡17输入计算机14，计算小车与轨道侧边之间的距离，变换成负反馈电压信号，经位置控制板16变换后输出到伺服放大器15，进一步放大后驱动转向电机4转动，调节小车与轨道侧边之间的距离在一定范围内。避障CCD摄像头2与水平面的夹角B成35°(夹角可以在30°-45°范围变化)，采集的信号经图像采集卡17接入计算机14并在触摸屏13上显示，计算机将拍摄图像与预存图像进行比较，如显著异常则判断前方有障碍物，计算机发出指令控制驱动电机8减速并制动。本例小车共四个停靠工位，用不同的停车标志19表示，导向CCD摄像头1一路采集停车标志图形，与指令的工位进行比较，一致则减速停车。

Claims (3)

1.一种视觉导向自行搬运小车，包括车身、转向机构、驱动机构、动力电池、导向CCD摄像头、避障CCD摄像头、计算机控制系统和运行轨道，其特征在于：

车身作为基础构件，转向机构、驱动机构、动力电池、导向CCD摄像头、避障CCD摄像头和计算机控制系统均安装在车身上，导向CCD摄像头、避障CCD摄像头输出信号经图像采集卡接入计算机控制系统；运行轨道为条状彩色胶带，运行轨道的侧边设有停车标志，通过不干胶固定在小车运行轨迹的路面上；

转向机构由滚轮、转向轴、蜗杆减速机构和转向电机组成，转向轴垂直于车身安装，滚轮安装在转向轴下面，转向电机通过蜗杆减速机构与转向轴的上端传动连接，转向电机接收计算机控制系统信号，通过转向电机带动转向轴转向左或向右偏转一个角度，带动小车调整方向；

驱动机构由滚轮、驱动轴、齿轮减速机构和驱动电机组成，滚轮通过驱动轴安装在车身上，驱动电机通过齿轮减速机构与驱动轴传动连接，驱动电机接收计算机控制系统信号，驱动小车实现启动、运行和减速、停止。

2.根据权利要求1所述的一种视觉导向自行搬运小车，其特征在于：导向CCD摄像头垂直地面安装，距离地面安装高度300-600mm，避障CCD摄像头与水平面成30°-45°角度安装。

3.根据权利要求1或2所述的一种视觉导向自行搬运小车，其特征在于：运行轨道和停车标志为彩色塑料胶带制成。