一种AGV小车精准导航的控制装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种AGV小车精准导航的控制装置，包括通信控制模块、激光传感仪器、速度反馈模块、数据采集模块、数据解析模块、状态逻辑控制模块、数据交互模块。本发明专利技术同时公开了一种AGV小车精准导航的控制系统，包括所述AGV小车精准导航的控制装置、上位机、AGV小车行走驱动器。本发明专利技术还同时公开了一种AGV小车精准导航的控制方法，该方法包括步骤S1至7：S1，系统程序进入导航模式，S2，获得位置信号，S3，获得运动信号，S4，对位置与运动信号进行处理，S5，推导出精准导航信息。本发明专利技术可通过激光传感器、编码器、处理模块的组合以及利用智能算法的控制，提高了AGV小车激光导航的精准度及智能化。

Control device, system and method for precise navigation of AGV car

The invention discloses a control device for AGV car navigation precision, including communication control module, laser sensors, speed feedback module, data acquisition module, data analysis module, logic control module, data exchange module. The invention also discloses a control system for the precise navigation of the AGV car, comprising a control device for the precise navigation of the AGV car, an upper computer and a AGV trolley walking drive. The invention also discloses a control method for AGV vehicle navigation precision, the method includes the steps of S1 to 7:S1, the system program into the navigation mode, S2, S3, obtain the position signal, get the signal, S4, processing, the location and the movement of S5 signals to derive accurate navigation information. The invention can improve the precision and intelligence of the laser navigation of the AGV trolley through the combination of a laser sensor, an encoder, a processing module and the control of an intelligent algorithm.

【技术实现步骤摘要】
一种AGV小车精准导航的控制装置、系统及方法
本专利技术涉及AGV导航控制
，具体涉及一种AGV小车精准导航的控制装置、系统及方法。
技术介绍
目前，市面上流行引导方式有很多种，但并非所有的方法都可以在AGV系统中应用，AGV小车通常可以采用一下几种引导方式：(1)电磁引导在AGV小车的行驶路径上埋设金属线，并加载引导频率，其主要优点是引导线隐蔽，不易污染和破损，引导原理简单，便于控制和通信，对声光无干扰，缺点是灵活性差，改变或扩充路径较麻烦，对引导线路附近的铁磁物质有干扰，电线铺设工作量大，维护困难。(2)直接坐标引导用定位块将AGV小车的行驶区域分成若干坐标小块，通过计数实现引导，其优点是可以实现路径的修改，引导的可靠性好，对环境无特别要求，缺点是地面测量安装复杂，工作量大，引导精度低。(3)惯性引导在AGV小车上装有陀螺仪，根据陀螺仪的偏差进行导引，其主要优点是技术先进，准确度高，灵活性强，便于组合和兼容，适用领域广，缺点是成本较高，维护保养等后续问题较难解决，地面也需要磁性块作辅助定位。(4)图像识别引导对AGV小车行驶区域的环境进行图像识别，实现智能行驶，这是一种大有潜力的技术，但仍在研究中。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术主要针对目前AGV小车导航方式单一且不精准的问题，提出了一种AGV小车精准导航的控制装置、系统及方法，通过激光传感器、编码器、处理模块的组合以及利用智能算法的控制，提高了AGV小车激光导航的精准度及智能化，使激光引导技术更可靠更安全性。本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：一种AGV小车精准导航的控制装置，应用于行驶在具有至少一个反光指引物的应用场合的AGV小车，包括：通信控制模块，分别与激光传感仪器、速度反馈模块、状态逻辑控制器、数据采集模块进行连接，用于对通信状态与工作模式进行检查或纠正，对激光传感仪器进行检测与控制，对运动信息、控制信息与定位信息进行读取、处理与发送；激光传感仪器，安装于AGV小车上使激光照射到应用场合的反光指引物，用于通过发射激光到周边环境进行扫描定位，检测从反光指引物反射回来的激光信号，并通过通信控制模块将检测到的位置信号传送到数据采集模块；速度反馈模块，用于检测AGV小车运动的线性速度、角速度、角度以及方向，并通过通信控制模块将检测到的运动信号传送到数据采集模块；数据采集模块，用于对位置与运动信号进行接收、帧分析与数据封装并将封装好的导航数据传动到数据解析模块，又用于对数据解析模块与状态逻辑控制模块的命令进行接收、帧分析与数据封装；数据解析模块，用于对导航数据进行分析与计算，从而得出精准导航信息并将精准导航信息传输到数据交互模块；状态逻辑控制模块，分别与通信控制模块、数据采集模块、数据解析模块进行通信连接，用于管理系统程序的工作模式，并命令通信控制模块、数据采集模块与数据解析模块进入指定的工作模式；数据交互模块，用于与外部监控设备进行通信，并将数据解析模块输出的精准导航信息传送至外部监控设备。进一步地，所述通信控制模块包括CPU控制单元、以太网通信单元、串口通信单元和CAN总线通信单元；所述CPU控制单元分别与以太网通信单元、串口通信单元、CAN总线通信单元、状态逻辑控制模块、数据采集模块、速度反馈模块进行连接，用于读取、处理数据以及发出控制信号；所述激光传感仪器与以太网通信单元或串口通信单元或CAN总线通信单元进行通信连接。进一步地，所述速度反馈模块包括速度编码器、角速度编码器；所述速度编码器设于AGV小车的行走机构上，用于检测AGV小车线性速度及运动方向；所述角速度编码器设于AGV小车的转向机构上，用于检测AGV小车转弯的角速度、角度与转向。进一步地，所述数据交互模块包括WIFI通信单元、蓝牙通信单元、无线射频单元；所述WIFI通信单元用于通过WIFI通信协议实现不同AGV小车之间的通信或实现与外部监控设备进行通信；所述蓝牙通信单元用于通过蓝牙通信协议实现不同AGV小车之间的通信或实现与外部监控设备进行通信；所述无线射频单元用于通过无线通信协议实现不同AGV小车之间的通信或实现与外部监控设备进行通信。一种AGV小车精准导航的控制系统，包括：如上所述的AGV小车精准导航的控制装置、上位机、AGV小车行走驱动器；所述AGV小车精准导航的控制装置通过数据交互模块与上位机进行通信连接，通过通信控制模块与AGV小车行走驱动器进行通信连接；所述上位机为采用电脑或平板电脑或手机或无线手持控制器或安装于AGV小车上的嵌入式控制装置的上位机，用于对所述AGV小车精准导航的控制装置进行调度并监控；所述AGV小车行走驱动器安装于AGV小车上，用于驱动AGV小车行走与转向，根据通信控制模块的运动信号并采用PID算法使AGV小车行走与转向稳定。一种AGV小车精准导航的控制方法，包括以下步骤：步骤S1，状态逻辑控制模块使系统程序进入导航模式；步骤S2，在导航模式下，激光传感仪器对应用场合进行激光扫描从而获得位置信号；步骤S3，速度反馈模块对AGV小车的运动状态进行检测从而获得运动信号；步骤S4，数据采集模块对位置与运动信号进行处理，并将处理后的位置与运动信息传送到数据解析模块；步骤S5，数据解析模块对位置与运动信息进行分析与计算从而推导出精准导航信息。进一步地，该AGV小车精准导航的控制方法，还包括步骤S6与步骤S7；步骤S6，数据交互模块将精准导航信息传送到上位机；步骤S7，上位机根据精准导航信息创建运动地图，规划AGV小车的运动轨迹。进一步地，步骤S4包括以下步骤：步骤S41，数据采集模块采用限幅滤波法对位置信号进行滤波处理；步骤S42，数据采集模块对位置信号进行消抖处理，从而获得稳定的位置信号。进一步地，步骤S5中，所述位置信息的分析与计算过程包括以下步骤：步骤S511，数据解析模块对激光传感仪器发射激光的时间、角度以及从反光指引物反射回来的距离信息进行分析；步骤S512，经过数据解析模块计算得到激光传感仪器的激光旋转中心的坐标位置与偏移角度；所述运动信息的分析与计算过程包括以下步骤：步骤S521，数据解析模块根据速度编码器的输出量计算出AGV的实时速度及运动方向；步骤S522，获取AGV小车在有效时间间隔内的里程信息，计算出程序时间损耗误差；步骤S523，数据解析模块根据角速度编码器的输出量计算出AGV的实时转弯角度、角速度及转向。进一步地，步骤S5中，精准导航信息的推导过程包括以下步骤：步骤S531，综合数据解析模块的分析与计算结果；步骤S532，建立对应的数学模型并采用卡尔曼滤波算法，获得AGV的动态位置信息。本专利技术可通过激光传感器、编码器、处理模块的组合以及利用智能算法的控制，提高了AGV小车激光导航的精准度及智能化，使激光引导技术更可靠更安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一种AGV小车精准导航的控制装置的结构示意图；图2是本专利技术一种AGV小车精准导航的控制系统的结构示意图；图3是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AGV小车精准导航的控制装置，应用于行驶在具有至少一个反光指引物的应用场合的AGV小车，其特征在于，包括：通信控制模块，分别与激光传感仪器、速度反馈模块、状态逻辑控制器、数据采集模块进行连接，用于对通信状态与工作模式进行检查或纠正，对激光传感仪器进行检测与控制，对运动信息、控制信息与定位信息进行读取、处理与发送；激光传感仪器，安装于AGV小车上使激光照射到应用场合的反光指引物，用于通过发射激光到周边环境进行扫描定位，检测从反光指引物反射回来的激光信号，并通过通信控制模块将检测到的位置信号传送到数据采集模块；速度反馈模块，用于检测AGV小车运动的线性速度、角速度、角度以及方向，并通过通信控制模块将检测到的运动信号传送到数据采集模块；数据采集模块，用于对位置与运动信号进行接收、帧分析与数据封装并将封装好的导航数据传动到数据解析模块，又用于对数据解析模块与状态逻辑控制模块的命令进行接收、帧分析与数据封装；数据解析模块，用于对导航数据进行分析与计算，从而得出精准导航信息并将精准导航信息传输到数据交互模块；状态逻辑控制模块，分别与通信控制模块、数据采集模块、数据解析模块进行通信连接，用于管理系统程序的工作模式，并命令通信控制模块、数据采集模块与数据解析模块进入指定的工作模式；数据交互模块，用于与外部监控设备进行通信，并将数据解析模块输出的精准导航信息传送至外部监控设备。...

【技术特征摘要】
1.一种AGV小车精准导航的控制装置，应用于行驶在具有至少一个反光指引物的应用场合的AGV小车，其特征在于，包括：通信控制模块，分别与激光传感仪器、速度反馈模块、状态逻辑控制器、数据采集模块进行连接，用于对通信状态与工作模式进行检查或纠正，对激光传感仪器进行检测与控制，对运动信息、控制信息与定位信息进行读取、处理与发送；激光传感仪器，安装于AGV小车上使激光照射到应用场合的反光指引物，用于通过发射激光到周边环境进行扫描定位，检测从反光指引物反射回来的激光信号，并通过通信控制模块将检测到的位置信号传送到数据采集模块；速度反馈模块，用于检测AGV小车运动的线性速度、角速度、角度以及方向，并通过通信控制模块将检测到的运动信号传送到数据采集模块；数据采集模块，用于对位置与运动信号进行接收、帧分析与数据封装并将封装好的导航数据传动到数据解析模块，又用于对数据解析模块与状态逻辑控制模块的命令进行接收、帧分析与数据封装；数据解析模块，用于对导航数据进行分析与计算，从而得出精准导航信息并将精准导航信息传输到数据交互模块；状态逻辑控制模块，分别与通信控制模块、数据采集模块、数据解析模块进行通信连接，用于管理系统程序的工作模式，并命令通信控制模块、数据采集模块与数据解析模块进入指定的工作模式；数据交互模块，用于与外部监控设备进行通信，并将数据解析模块输出的精准导航信息传送至外部监控设备。2.根据权利要求1所述的AGV小车精准导航的控制装置，其特征在于，所述通信控制模块包括CPU控制单元、以太网通信单元、串口通信单元和CAN总线通信单元；所述CPU控制单元分别与以太网通信单元、串口通信单元、CAN总线通信单元、状态逻辑控制模块、数据采集模块、速度反馈模块进行连接，用于读取数据、处理数据以及发出控制信号；所述激光传感仪器与以太网通信单元或串口通信单元或CAN总线通信单元进行通信连接。3.根据权利要求2所述的AGV小车精准导航的控制装置，其特征在于，所述速度反馈模块包括速度编码器、角速度编码器；所述速度编码器设于AGV小车的行走机构上，用于检测AGV小车线性速度及运动方向；所述角速度编码器设于AGV小车的转向机构上，用于检测AGV小车转弯的角速度、角度与转向。4.根据权利要求3所述的AGV小车精准导航的控制装置，其特征在于，所述数据交互模块包括WIFI通信单元、蓝牙通信单元、无线射频单元；所述WIFI通信单元用于通过WIFI通信协议实现不同AGV小车之间的通信或实现与外部监控设备进行通信；所述蓝牙通信单元用于通过蓝牙通信协议实现不同AGV小车之间的通信或实现与外部监控设备进行通信；所述无线射频单元用于通过无线通信协议实现不同AGV小车之间的通信或实现与外部监控设备进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘其信，冯燕青，匡忠，方红霄，
申请(专利权)人：广州市井源机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44