无人搬运车导航控制系统及其导航控制方法

技术领域

本发明涉及无人搬运车领域,具体是一种无人搬运车导航控制系统及其导航控制方法。

背景技术

AGV是无人搬运车(Automated Guided Vehicle)的英文缩写,是指装备有电磁或光学等自动导引装置,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,AGV属于轮式移动机器人的范畴。现有的无人搬运车都是采用单轨磁条进行运输,即在运输前,在规划好的路径上现场铺设单轨磁条,这种运输方式麻烦,且运输中出现偏离轨道运输的情况也不易控制和监控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无人搬运车导航控制系统及其导航控制方法,其结合QR码识别定位、网格磁条导航技术,实现统一控制运输导航,具有易于部署,方便管理和操作的优点。

本发明的技术方案为:

无人搬运车导航控制系统,包括有中央控制器,设置于每个无人搬运车上且与中央控制器连接的分控制器,以及设置于每个无人搬运车上且分别与对应的分控制器连接的QR码定位系统、导航系统和货物登记系统;所述的QR码定位系统包括有设置于仓库天花板上的用于指示坐标的QR码和设置于无人搬运车上且朝向天花板的视觉传感器,所述的视觉传感器与分控制器连接;所述的导航系统包括有设置于仓库内的网格磁条、安装于无人搬运车上且与分控制器连接的霍尔磁导航传感器和安装于无人搬运车上且与分控制器连接的两轮差动底盘;所述的货物登记系统为设置于无人搬运车上且与分控制器连接的货物扫描器。

所述的QR码定位系统还包括有设置于无人搬运车上与分控制器连接的电子罗盘。

所述的导航系统还包括有安装于无人搬运车周围且与分控制器连接的红外避障传感器。

所述的中央控制器和分控制器上均连接有无线通信模块。

所述的分控制器选用PID控制器。

所述的视觉传感器选用长焦摄像头;所述的货物扫描器选用RFID货物扫描器。

无人搬运车导航控制系统的导航控制方法,包括有以下控制步骤:

(I)、首先将运输任务输入中央 控制器,中央控制器进行任务规划和路径规划,中央控制器将规划好的任务和路径传输给多个无人搬运车的分控制器;(2)、将货物装入被分配任务的无人搬运车上,装货时,采用货物扫描器对货物进行扫描并将货物信息通过分控制器传输给中央控制器,中央控制器将相应货物和无人搬运车进行关联控制分配;

(3)、装货完成后,多个无人搬运车进行运送货物,在运送的途中,每个无人搬运车上的视觉传感器采集QR码,然后传输给相应的分控制器,分控制器再传输给中央控制器实现每个无人搬运车的坐标定位;同时霍尔磁导航传感器感应仓库内的网格磁条,然后将采集的磁信号传输给分控制器,分控制器判断无人搬运车实际运行和预定轨迹的偏差,从而调整两轮差动底盘,进行轨迹补偿。

所述的任务规划和路径规划的具体步骤是:首先中央控制器将任务进行分解,通过任务之间的依赖关系,构建一幅依赖图,在图中采用拓扑排序算法,将图划分成相应连通片;每个连通片作为一个子任务,根据当前仓库的AGV小车位置配置,将这些子任务指派给多个距离较近的空闲小车;在路径规划过程中,中央控制器集中所有小车的位置信息以及网格路径的可达信息,生成一个搜索图,之后根据任务类型,在图中使用A*算法对每个小车进行搜索,并标注得到的路径,当路径相互有重叠时,对相应的任务进一步添加依赖关系,使得其能够分时来执行,进一步避免小车间的相互干扰。

所述的每个无人搬运车在运送的途中,其无人搬运车上的红外避障传感器采集无人搬运车周围的环境信息,然后传输给分控制器,分控制器控制两轮差动底盘。

所述的视觉传感器首先对QR码进行色块提取,再根据电子罗盘进行图像初步旋转,得到初步图像,初步图像进行微调识别后,分控制器收集微调角度和电子罗盘数据信息,进行融合计算,得到小车的精确朝向。

本发明的优点:

(1)、本发明的QR码是一种矩阵二维条码符号,它除具有一维条码及其它二维条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图像等多种文字信息、保密防伪性强等优点夕卜,还具有超高速响应、全方位识读、可离线应用的便携式数据库、能够有效地表示数字字母、汉字、图像等特点,便于视觉传感器准确采集定位坐标,并传输给中央控制器实现统一定位监控;

(2)、本发明的网格磁条与传统的磁引导AGV铺设的单轨磁条不同,网格磁条一次性铺设,适于导航路径的灵活变化;其与霍尔磁导航传感器配合使用,然后霍尔磁导航传感器将采集的磁信号传输给分控制器,分控制器判断无人搬运车实际运行和预定轨迹的偏差,从而调整两轮差动底盘,进行轨迹补偿,保证了无人搬运车按规划的路径行驶;

(3)、本发明的RFID货物扫描器通过自身网络与中央控制系统相连,主要用于在AGV搬运货物时的货物登记与追踪,主要优点是不需要人工进行扫描,只要货物在AGV内指定位置,就能够自动进行扫描登记;

(4)、由于小车在行进中可能产生颠簸和转向,在摄像头图像中的QR码必然产生一定程度的偏移和旋转,本发明的电子罗盘为了避免拍摄的图像倾斜,影响识别过程,可对图像进行微调角度,保证图像的正常识别;

(5)、本发明无人搬运车上的红外避障传感器采集无人搬运车周围的环境信息,然后传输给分控制器,分控制器控 制两轮差动底盘,防止无人搬运车在运送途中的碰撞和干扰。

附图说明

图1是本发明无人搬运车导航控制系统的原理框图。

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