０ 引 言
随着电子商务的快速发展，自动导引车（ＡＧＶ）在现代制造系统和自动仓储系统中被大量用于自动化物流输送，其作用不可小觑．在柔性生产系统、柔性搬运系统以及自动化仓库中，ＡＧＶ 的运动控制、轨迹引导等都是研究重点及难点．
传统基于视觉的 ＡＧＶ［１－３］普遍利用摄像头实时采集路面标记信息，识别出标志线 并 计 算 得 ＡＧＶ与标志线中心线的相对位置，再由控制器修正 ＡＧＶ 的运行方向，使 ＡＧＶ 沿着标志线运动．此种引导方式，对标志线清晰度要求较高而灵活性较差．针对这些缺点，文章提出了基于 ＲＮＮ 图像识别的 ＡＧＶ 视觉导航跟随系统．该系统在运行前选取被识别物体，利用卷积递归神经网络训练识别模型，通过实时分析物体所在的位置，进行跟踪移动．同时也对 ＡＧＶ 行驶区域的环境特征进行分析处理，实现无固定路线的智能化行驶．极大地降低了对环境做标示线所需要的人力物力成本，提高了导航的准确率．
典型的视觉导航 ＡＧＶ 通常采用四轮式或 履 带 式 底 盘，利用电机控制两侧差速运动，从 而 实 现 前进、转弯等功能，但差速转弯需要较大转弯半径，且不能横向移动．对于需要高灵活性使用场景有一定的局限性．为了实现 ＡＧＶ 在任意方向上的移动，提高运动灵活性，导航系统机械结构中采用了 Ｍｅｃａｎｕｍ轮的设计，并且优化图像处理算法，系统实时性、鲁棒性、灵活性以及机动性更强．
在实际运行过程中，由于 ＡＧＶ 运行环境的不可预知性和小车本身动力学的较高复杂性，因此很难精确地控制 ＡＧＶ 的轨迹跟踪．常用的控制方法如 ＰＩＤ 控制算法，容易出现小车跟踪误差较大、运行不稳定等情况．针对这些问题，本文所述系统采用多传感器融合卡尔曼滤波改进的 ＰＩＤ 算法作为运动控制算法，机械结构采用 Ｍｅｃａｎｕｍ 轮的设计．最终通过一系列实验验证本套系统与传统的 ＡＧＶ 相比，更加灵活、便捷，能极大地满足工业运输中柔性运输的需求．
１ ＡＧＶ视觉导航系统设计与实现
系统的设计与实现主要包括硬件架构和软件架构设计．
图１ 控制器硬件架构框图
１．１ ＡＧＶ视觉导航系统硬件架构设计与实现
系统硬件设计包括了基于Ｌｉｎｕｘ的主控单元，基于 ＦｒｅｅＲＴＯＳ的实时工控单元，配 合 输入／输出接口 单 元 模 块、ＬＣＤ 模 块、ＷＩＦＩ无 线网卡模块、锂电池电源模块、蓝牙通信 模 块、电机驱动模块 及 其 他 部 件，共 同 实 现 ＡＧＶ 车 载控制系统运行和调试所需的功能．控制器硬件框架如图１．主控单元搭载Ｌｉｎｕｘ３．４内核运行Ａｎｄｒｏｉｄ６．０ 操 作 系 统，丰富的外设驱动资源能够轻松地 搭 建 基 于 ＣＭＯＳ摄 像 头 的 图 像 识别单元，通 过 ＲＮＮ 深 度 学 习 算 法 对 目 标 进 行实时定位．４．３寸 ＬＣＤ 电容触摸屏作为人机界面，可以显示功能配置、路径、实时状态等信息，实现人机交互．为实现数字电路与模拟电路之间的电器隔离，图像识别单元与运动控制单元采用蓝牙的方式进行通信．
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