一种视觉导航的实用型AGV设计

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所属分类:AGV设计资料
摘要

论述了一种基于视觉导航的新型自动导向车辆JLUIV一3型AGV的结构、功能及工作原理,并详细介绍了导航路径的识别方法和AGV自主导航的最优控制方法.

O 前言

自动导向车辆 (Automated guided vehicle 一 AGV)是一种无人操纵的自动化运输设备,它能承载一定的质量在出发地和目的地之间自主驾驶和自动运行。AGV是自动化物流运输系统、柔性生产组织系统的核心关键设备。

自动导向车辆AGV的研究始于20世纪50年代的美国。在发达工业国家,AGV已实现商品化,并在机械工业、自动仓库和物流中心等各个领域得到了广泛应用。如瑞典Volvo Kalmar 轿车装配厂的轿车自动装配线, 美国通用公司的汽自动生产线等。据估计,目前国外投入运行的自动车辆AGV约有几十万台。随着我国经济技术的发展, 国内一些企业也开始应用AGV。

根据导航信息的形式,AGV的导航一般分为无线式导航和有线式导航。无线式导航又可分为参考位置设定法(Dead reckoning)、标志反射法(Beacon system)和图像识别法(Direct imaging system)。有线导航可分为埋线磁感应式引导法、标识线图像识别法(Guided line imaging system),其中地下埋线磁感应引导方式技术成熟,应用较为广泛。

埋线磁感应式引导方法一般是在地面上,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车辆偏离路径的程度。自动控制系统根据这种偏差来控制智能车辆的转向,连续的动态闭环控制能够保证车辆对设定路径的稳定自动跟踪。

地下埋线电磁感应引导方式虽然技术成熟, 并已商品化,但该种引导方式的路径设置成本高、周期长,不便于维护和改造,随着AGV应用领域的不断扩展,其引导柔性差的缺点日趋明显,更难以实现户外长距离变路径场合下的运输作业。此外,该种引导方式在电磁干扰严重的环境下也难以应用。

计算机视觉具有信息量丰富,智能化水平高等特点,近年来被广泛用于车辆的自主导航。本文研制了一种采用计算机视觉识别地面两维条状路标实现车辆自主导航的新型Agv(JLUIV-3型),该种AGV具有引导柔性好、技术先进、性能优越、工作可靠和智能化水平高的特点。

1 新型自动导向车AGV

1.1 JLUIv一3型视觉导航AGV的功能

所研制的实用化JLUIv一3型AGV采用两维视觉导航,以地面上涂设的条带状白色油漆线为导航路径标识符,可实现路径自动跟踪、自动转向、自动行驶。在行驶过程中能够自动识别数字编码的多停靠工位和多分支路径,能够自动识别加速、减速、直角转弯、停车等车辆运动状态标识符,能够智能识别障碍物。AGV 据上述图像识别信息,自动完成各种相应的运行操作。此外,该种AGV还能够实现和 中央管理中心之间的无线通讯。该种视觉导航AGV可用于实际的柔性生产组织和户内外物流自动化运输。

1.2 JLUIv一3型视觉导航AGV的结构

JLUIv一3型视觉导航AGV主要由车体、CCD摄像系统、工控微机测控系统、行走转向驱动系统、避障系统和通讯系统等组成, 其中工控微机测控系统包含工控微机、各种A/D、D/A、I/O、计数卡,行走转向驱动系统包括直流电动机和电动机调速板,整车结构如图1所示,系统的工作原理如图 2所示。

一种视觉导航的实用型AGV设计

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