CN213210795U - 一种自动引导车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动引导车，包括：车体；车轮，所述车轮设置在所述车体上；驱动单元，所述驱动单元与所述车轮连接，用于驱动所述自动引导车；控制器，所述控制器包括人工智能硬件单元和控制单元，所述人工智能硬件单元配置成可对所述自动引导车进行导航定位计算，所述控制单元分别与所述驱动单元及所述人工智能硬件单元通讯，配置成可根据所述导航定位计算的结果控制所述驱动单元；和电源，所述电源安装在所述车体上，对所述驱动单元和所述控制器供电。本实用新型的实施例通过采用集成式方案，优化模块间通信交互方式，能够适配各种车型，提高了自动引导车开发的便捷性和稳定性。

Description

一种自动引导车

技术领域

本公开涉及智能仓储领域，尤其涉及一种自动引导车。

背景技术

传统AGV的控制方案中，一般采用工控机、DSP、MCU的分离式硬件方案控制所述AGV。工控机上运行软件对接后台RCS服务器，如果做自然轮廓导航，需要更换高性能工控机，如i5、i7的配置等。DSP负责进行二维码等基本图像处理算法，MCU负责车体的运动控制。

在上一代车型上实现AGV控制功能的硬件方案是X86工控机、图像处理DSP和运动控制DSP/MCU相结合的方案，其中，如果要支持SLAM导航，X86要使用i5/i7系列高性能处理器，并实现上层调度应用功能；图像处理DSP负责对地面和货架上的二维码进行解码，并将解码信息传给X86和运动控制DSP/MCU；运动控制DSP/MCU负责AGV的运动控制。具体地，其硬件实现框图如图1所示。

但是这种AGV的控制方案往往存在以下问题：第一，分离式不够集成化，无法模块化，难以做成通用控制器适配到所有车型。第二，DSP的图像解算能力有限，无法接入高分辨率高帧率的CMOS进行处理。比如具体地，图像处理DSP的解码能力有限，接入CMOS的能力最大支持640×480像素分辨率、60fps的解码能力，不能满足AGV高速运动时的解码要求，而下一代车型的设计指标是要求支持1280×1024像素分辨率、100fps的解码能力。第三，X86处理器的CPU平台成本和功耗均相对较高，会减少AGV的运行时间，在要求相同的设计指标时会显著增加整车成本。而且，这种方案的CPU平台较多，各个平台之间都要有相应的通讯接口，并且各个平台模块相对独立，连接起来较麻烦，也不利于生产维护。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种自动引导车，包括：

车体；

车轮，所述车轮设置在所述车体上；

驱动单元，所述驱动单元与所述车轮连接，用于驱动所述自动引导车；

控制器，所述控制器包括人工智能硬件单元和控制单元，所述人工智能硬件单元配置成可对所述自动引导车进行导航定位计算，所述控制单元分别与所述驱动单元及所述人工智能硬件单元通讯，配置成可根据所述导航定位计算的结果控制所述驱动单元；和

电源，所述电源安装在所述车体上，对所述驱动单元和所述控制器供电。

根据本实用新型的一个方面，还包括前置摄像头、上置摄像头和下置摄像头，所述前置摄像头、上置摄像头和下置摄像头分别安装在所述车体的前方、上方和下方，其中所述上置摄像头和下置摄像头均位于所述车体的旋转中心，所述前置摄像头配置成可对车体前方环境进行感知，所述上置摄像头配置成可读取货架码信息，所述下置摄像头配置成可读取地面上的二维码信息或/和纹理信息。

根据本实用新型的一个方面，其中所述控制器还包括散热片，所述散热片配置成可对所述控制器散热。

根据本实用新型的一个方面，其中所述控制器还包括调光模块，所述调光模块与所述控制单元耦接，配置成可对所述上置摄像头或/和下置摄像头调光或补光。

根据本实用新型的一个方面，其中所述控制器还包括惯性测量单元，所述惯性测量单元与所述控制单元耦接，所述惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，配置成可测量所述自动引导车的加速度及姿态角，并将测量结果传给所述控制单元。

根据本实用新型的一个方面，其中所述控制器还包括无线网络模块和固态硬盘，所述无线网络模块和固态硬盘分别与所述人工智能硬件单元耦接，所述自动引导车通过所述无线网络模块与地面控制系统通讯，所述固态硬盘用于存储SLAM地图。

根据本实用新型的一个方面，其中所述人工智能硬件单元配置成可对所述自动引导车通过二维码导航、纹理导航、SLAM导航、激光导航中的一种或多种的融合进行导航定位计算，并对所述计算结果进行处理。

根据本实用新型的一个方面，其中所述人工智能硬件单元包括第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口、第二接口和第三接口分别接入所述上置摄像头、下置摄像头和前置摄像头，所述人工智能硬件单元对所述上置摄像头和下置摄像头读取的二维码信息或/和纹理信息以及货架码信息进行解码，并将解码信息传给所述控制单元，其中所述第一接口和第二接口优选地为MIPI-CSI接口，第三接口优选地为FPD-link接口。

根据本实用新型的一个方面，其中所述控制单元包括第四接口，所述控制单元通过所述第四接口与所述自动引导车的所述驱动单元进行通讯，其中所述第四接口优选地为CAN接口。

根据本实用新型的一个方面，其中所述人工智能硬件单元还包括至少一个接口，所述至少一个接口可分别接入传感器、键盘、鼠标、U盘中的一个或多个。

本实用新型通过提出一种采用集成式方案以及优化模块间通信交互方式的自动引导车，用共享内存的方式代替原本需要串口网口交互的方式，提高了自动引导车开发的便捷性及稳定性。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中AGV硬件控制的实现框图；

图2A示出了根据本实用新型一个实施例的自动引导车的示意图；

图2B示出了图2A所示的自动引导车的一个变型；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的AGV控制器的硬件框图；和

图4示出了根据本实用新型一个实施例的AGV控制器的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图2A示出了根据本实用新型一个实施例的自动引导车的示意图，图2B示出了图2A所示的自动引导车的一个变型。下面将结合图2A和图2B对自动引导车100做详细说明。如图2A所示，所述自动引导车100包括车体110、车轮120、驱动单元130、控制器140和电源150(图2B中仅示出所述车体110和车轮120)。其中所述车轮120设置在所述车体110上，所述驱动单元130与所述车体110连接，用于驱动所述自动引导车100，所述控制器140包括人工智能硬件单元141和控制单元142(如图3所示)，所述人工智能硬件单元141配置成可对所述自动引导车100进行导航定位计算，所述控制单元142分别与所述驱动单元130及所述人工智能硬件单元141通讯，配置成可根据所述导航定位计算的结果控制所述驱动单元130，所述电源150安装在所述车体110上，对所述驱动单元130和所述控制器140供电。具体地，其中所述人工智能硬件单元141配置为可以解码、进行SLAM导航等外部传感器信息融合以及与上层调度系统对接；所述控制单元142配置为对所述自动引导车100进行惯性导航及运动控制。所述人工智能硬件单元141和控制单元142之间的通讯使用内部总线通讯，保证对所述自动引导车100控制的实时性及稳定性。根据本实用新型的一个优选实施例，其中所述人工智能硬件单元141配置为Jetson TX2，所述控制单元142配置为STM32H7系列微控制器，所述电源150配置为12V或24V的直流电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述自动引导车100还包括前置摄像头148(如图3所示)、上置摄像头和下置摄像头(图3中示出了上置摄像头和下置摄像头的成像器件，例如CMOS)，所述前置摄像头148、上置摄像头和下置摄像头分别安装在所述车体110的前方、上方和下方，其中所述上置摄像头和下置摄像头均位于所述车体110的旋转中心；所述前置摄像头148配置成可对车体110前方环境进行感知，所述上置摄像头配置成可读取货架码信息，所述下置摄像头配置成可读取地面上的二维码信息或/和纹理信息，并且当所述自动引导车100需要调头时，所述上置摄像头和下置摄像头配置为仍能锁定货架或地面上的二维码。上述人工智能硬件单元141耦接到所述前置摄像头148(如图3所示)、上置摄像头和下置摄像头，并对前置摄像头148(如图3所示)、上置摄像头和下置摄像头采集的图像进行处理。例如根据前置摄像头148所拍摄的图片或视频，判断自动引导车100的前方是否有障碍物；根据所述上置摄像头和下置摄像头拍摄的二维码或者条形码，进行解码操作。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的AGV控制器的硬件框图，图4示出了根据本实用新型一个实施例的AGV控制器的示意图。下面将结合图3和图4对所述AGV的控制器140做进一步说明。如图4所示，所述控制器140还包括散热片143，所述散热片143配置成可对所述控制器140散热，如图所示，所述散热片143优选为无风扇散热片，由铜合金制成，以较好地适配所述人工智能硬件单元141。根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，其中所述控制器140还包括调光模块144，所述调光模块144与所述控制单元142耦接，配置成可对所述上置摄像头或/和下置摄像头调光或补光。例如当所述自动引导车100处于暗光环境时，所述调光模块142根据需要进行补光照明，以便于所述上置摄像头或/和下置摄像头进行图像采集。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，其中所述控制器140还包括惯性测量单元145，所述惯性测量单元145与所述控制单元142耦接，所述惯性测量单元145包括加速度计和陀螺仪(图中未示出)，配置成可测量所述自动引导车100的加速度及姿态角，并将测量结果传给所述控制单元142。所述控制单元142根据所述加速度及姿态角的参数，可以计算出所述自动引导车100的运动参数，包括但不限于当前位置、速度以及姿态等。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，其中所述控制器140还包括无线网络模块146和固态硬盘147，所述无线网络模块146和固态硬盘147分别与所述人工智能硬件单元141耦接，所述自动引导车100通过所述无线网络模块146与地面控制系统通讯，所述固态硬盘147可以被扩展大容量，用于存储SLAM地图。优选地，其中所述无线网络模块146配置为可支持WiFi(2.4GHz及5GHz频率)。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述人工智能硬件单元141配置成可对所述自动引导车100通过二维码导航、纹理导航、SLAM导航、激光导航中的一种或多种的融合进行导航定位计算，并对所述计算结果进行处理。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，其中所述人工智能硬件单元141包括第一接口、第二接口(图中未示出)和第三接口141-1，所述第一接口、第二接口和第三接口141-1分别接入所述上置摄像头、下置摄像头和前置摄像头148，所述人工智能硬件单元141对所述上置摄像头和下置摄像头读取的二维码信息或/和纹理信息以及货架码信息进行解码，并将解码信息传给所述控制单元142，其中所述第一接口和第二接口优选地为MIPI-CSI接口，第三接口141-1优选地为FPD-link接口。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，其中所述控制单元142包括第四接口142-1，所述控制单元142通过所述第四接口142-1与所述自动引导车100进行通讯，并通过PWM进行恒流源调光，实现给所述上置摄像头和/或下置摄像头无闪烁补光，其中所述第四接口142-1优选地为CAN接口。根据本实用新型的一个实施例，所述控制单元142还包括用于通讯的两个RS232接口。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，其中所述人工智能硬件单元141还包括至少一个接口，所述至少一个接口可分别接入传感器、键盘、鼠标、U盘中的一个或多个。优选地，所述人工智能硬件单元141的至少一个接口包括三路以太网接口，用于调试以及与外部传感器设备通讯连接；还包括RS232/RS422/RS485接口，用于外部通讯；以及USB 2.0/3.0接口，用于文件的传输或接键盘鼠标。如图4所示，所述人工智能硬件单元141还包括USBOTG接口，配置为所述人工智能硬件单元141的系统烧录接口。根据本实用新型的一个实施例，所述人工智能硬件单元141的至少一个接口还可以接入多款避障雷达和3D相机等设备，其测量数据通过所述人工智能硬件单元141的计算完成自然导航算法和环境感知等功能。

综上所述，本实用新型的实施例通过将包含导航定位算法的处理平台和运动控制的实时处理平台集成在一起，用共享内存的方式代替原本需要串口网口交互的方式，优化了模块间的通信交互方式，提高了自动引导车开发的便捷性及稳定性，支持多种定位方式的融合导航，具有完成自然导航算法和环境感知的功能，适用于多款AGV车型及各种应用场景，其安装和维护更加便易。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动引导车，其特征在于，包括：

车体；

车轮，所述车轮设置在所述车体上；

驱动单元，所述驱动单元与所述车轮连接，用于驱动所述自动引导车；

控制器，所述控制器包括人工智能硬件单元和控制单元，所述人工智能硬件单元配置成可对所述自动引导车进行导航定位计算，所述控制单元分别与所述驱动单元及所述人工智能硬件单元通讯，配置成可根据所述导航定位计算的结果控制所述驱动单元；和

电源，所述电源安装在所述车体上，对所述驱动单元和所述控制器供电。

2.根据权利要求1所述的自动引导车，其特征在于，还包括前置摄像头、上置摄像头和下置摄像头，所述前置摄像头、上置摄像头和下置摄像头分别安装在所述车体的前方、上方和下方，其中所述上置摄像头和下置摄像头均位于所述车体的旋转中心，所述前置摄像头配置成可对车体前方环境进行感知，所述上置摄像头配置成可读取货架码信息，所述下置摄像头配置成可读取地面上的二维码信息或/和纹理信息。

3.根据权利要求2所述的自动引导车，其特征在于，其中所述控制器还包括散热片，所述散热片配置成可对所述控制器散热。

4.根据权利要求3所述的自动引导车，其特征在于，其中所述控制器还包括调光模块，所述调光模块与所述控制单元耦接，配置成可对所述上置摄像头或/和下置摄像头调光或补光。

5.根据权利要求3所述的自动引导车，其特征在于，其中所述控制器还包括惯性测量单元，所述惯性测量单元与所述控制单元耦接，所述惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，配置成可测量所述自动引导车的加速度及姿态角，并将测量结果传给所述控制单元。

6.根据权利要求3所述的自动引导车，其特征在于，其中所述控制器还包括无线网络模块和固态硬盘，所述无线网络模块和固态硬盘分别与所述人工智能硬件单元耦接，所述自动引导车通过所述无线网络模块与地面控制系统通讯，所述固态硬盘用于存储SLAM地图。

7.根据权利要求1或2所述的自动引导车，其特征在于，其中所述人工智能硬件单元配置成可对所述自动引导车通过二维码导航、纹理导航、SLAM导航、激光导航中的一种或多种的融合进行导航定位计算，并对计算结果进行处理。

8.根据权利要求2所述的自动引导车，其特征在于，其中所述人工智能硬件单元包括第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口、第二接口和第三接口分别接入所述上置摄像头、下置摄像头和前置摄像头，所述人工智能硬件单元对所述上置摄像头和下置摄像头读取的二维码信息或/和纹理信息以及货架码信息进行解码，并将解码信息传给所述控制单元，其中所述第一接口和第二接口优选地为MIPI-CSI接口，第三接口优选地为FPD-link接口。

9.根据权利要求1或2所述的自动引导车，其特征在于，其中所述控制单元包括第四接口，所述控制单元通过所述第四接口与所述自动引导车的所述驱动单元进行通讯，其中所述第四接口优选地为CAN接口。

10.根据权利要求8所述的自动引导车，其特征在于，其中所述人工智能硬件单元还包括至少一个接口，所述至少一个接口可分别接入传感器、键盘、鼠标、U盘中的一个或多个。

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