一种智能车载标签AGV控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能车载标签AGV控制系统及其控制方法，包括：小车，其后轮上分别安装驱动电机；RFID标签，其固定在小车上，用于发出小车的位置信号；定位装置，其接收小车的位置信号并对小车位置信号进行读取和定位，并发出定位信息；GPRS模块，其固定在所述小车上，用于接收定位信息；车体驱动模块，其固定在小车上并连接驱动电机，用于控制驱动电机的转速；主控制器，其连接GPRS模块，接收GPRS模块的小车的定位信息并将小车的定位信息与目标位置的坐标进行比较；其中，所述主控制器还包括PWM信号控制驱动单元，其连接车体驱动模块，通过车体驱动模块控制驱动电机的转速。本发明专利技术的AGV控制系统及其控制方法能够精确控制小车向目标移动的轨迹，减小偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种智能车载标签AGV控制系统及其控制方法
本专利技术涉及自动引导车辆领域。更具体地说，本专利技术涉及智能车载标签AGV控制系统及控制方法领域。
技术介绍
随着企业信息集成化的发展，AGV自动运输系统作为物流信息化、自动化的重要手段，得到广泛应用。传统的车间物流运输大部分由传送带、人力推车等组成，一方面物流输送效率低下，上下游工序之间不能很好的衔接；另一方面，随着劳动力价格的上升，现有系统人力成本急剧增加。AGV自动运输系统则不存在传统车间物流运输的局限性，实现了物流信息化，在企业信息化建设、降低人力成本、提高企业效益等方面作用巨大。随着物联网技术的发展，近距离室内无线定位的技术需求越来越多。常用的定位技术主要包括GPS、红外、蓝牙、wifi、RFID等。由于GPS信号不能穿透建筑物且民用的定位误差要求在10米以内，因此不适合于室内定位。红外定位技术虽然能达到比较高的精度，但是不能穿透障碍物，只能在视距范围内使用且受方向性限制，也不适合室内定位。由于RFID定位方法具有非接触、非视距、抗干扰性强等优点，在室内定位中得到广泛的应用。RFID的基本原理是利用射频信号反射的传输特性，实现对物体的识别。在当前的研究中，基于RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication)技术定位的基本原理是收集无线信号在传播环境中的信号强度，根据信号传播衰减模型来估计目标位置。该技术因为成本低、投入少、设备简单等优势，成为RFID室内定位的优选方法。传统的基于参考标签定位方法中，增加参考标签会产生射频干扰等非线性因素，从而降低定位精度。与传统算法相比，本专利技术专利提出一种基于BP人工神经网络和参考标签的车载标签AGV控制系统，引入BP人工神经网络处理非线性影响，利用实时场景参数配置工作参数，提高了定位系统定位精度和鲁棒性，降低成本。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种智能车载标签AGV控制系统，控制装置将实际坐标和目标坐标的坐标差转换为PWM信号传至车体驱动模块，驱动小车按照预定运动轨迹前进。本专利技术还有一个目的是提供一种智能车载标签AGV控制系统的控制方法，利用模糊PID控制方法对小车向行进目标中的行进偏差进行补偿，提高小车行走的精确度。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种智能车载标签AGV控制系统，包括：小车，其后轮上分别安装驱动电机；RFID标签，其固定在小车上，用于发出小车的位置信号；定位装置，其接收小车的位置信号并对小车位置信号进行读取和定位，并发出定位信息；GPRS模块，其固定在所述小车上，用于接收定位信息；车体驱动模块，其固定在小车上并连接驱动电机，用于控制驱动电机的转速；以及主控制器，其通过RS485接口连接GPRS模块，接收GPRS模块的小车的定位信息，并将小车的定位信息与目标位置的坐标进行比较；其中，所述主控制器还包括PWM信号控制驱动单元，所述PWM信号控制驱动单元连接车体驱动模块，其根据坐标比较结果输出PWM占空比信号，通过车体驱动模块控制驱动电机的转速。优选的是，还包括：红外避障模块，其安装在小车的四周，用于检测小车四周障碍并输出暂停信号；其中，所述红外避障模块还连接主控制器，主控制器接收暂停信号，控制小车暂停。优选的是，还包括：电源模块，其连接主控制器、射频模块、GPRS模块、红外避障模块和车体驱动模块，用于提供主控制器、射频模块、GPRS模块、红外避障模块和车体驱动模块的工作电压。优选的是，所述定位装置包括：多个RFID读写器，其固定在室内的多个角落，用于接收RFID标签发出的位置信号；路由器，其通过RJ45接口连接所述RFID读写器，用于传输位置信号；服务器，其连接所述路由器，用于传输位置信号。优选的是，所述定位装置还包括：传感器组，其安装在所述RFID读写器的一侧，用于检测RFID读写器的环境信息；传感器中控，其分别连接传感器组和路由器，用于将环境信息传输至服务器。优选的是，所述传感器组包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器和电磁辐射传感器。本专利技术的目的还通过一种智能车载标签AGV控制系统的控制方法来实现，包括以下步骤：步骤1、将目标位置信息(X,Y)输入主控制器，并读取小车上RFID标签的定位信息，输出目标行进轨迹；步骤2、将行进轨迹分解成n段，再将n段种的每段分解成m个轨迹点；步骤3、当小车行进至第i段的第ki,j轨迹点时，其目标位置坐标与实际坐标位置(Xi,j、Yi,j)进行比对，利用模糊PID控制方法对小车驱动电机的PWM的占空比进行补偿，从而对第ki,j轨迹点进行校正，从而控制AGV两个驱动轮运行至目标位置。优选的是，所述模糊PID控制方法包括：模糊控制器输入横坐标的偏差eij(x)、纵坐标偏差eij(y)，输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数，比例系数、比例积分系数和微分系数输入PID控制器进行PWM的占空比补偿控制。优选的是，所述模糊控制器中横坐标偏差eij(x)和纵坐标偏差eij(y)分为7个等级；所述输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数分为7个等级；所述模糊PID控制器的输入和输出的模糊集为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。优选的是，所述横坐标偏差eij(x)的模糊论域为[-0.04,0.04]，定量化因子为1；所述纵坐标偏差eij(y)的模糊论域为[-0.04,0.04]，定量化因子为1；所述输出PID的比例系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.1；比例积分系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.158；微分系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.0003；所述横坐标偏差eij(x)和纵坐标偏差eij(y)的隶属度函数是三角函数；所述PID的比例系数、比例积分系数和微分系数的的隶属度函数为三角函数。本专利技术至少包括以下有益效果：实现一套标签系统可以训练多个虚拟坐标场景，多个相似场地可以使用同一虚拟场景，从而大大降低了AGV场地标签使用和标签更换的费用，解决了RFID标签使用中抗干扰能力差的问题。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是本专利技术的智能车载标签AGV控制系统中的AGV控制装置示意图。图2是本专利技术的智能车载标签AGV控制系统中的定位装置示意图。图3是本专利技术的定位装置的基于BP和Landmarc算法流程图。图4是本专利技术的定位装置的AGV控制装置的控制流程图。图5是本专利技术的AGV小车向目标位置行走的轨迹和目标行进轨迹对比图。图6是本专利技术的模糊PID控制原理图。图7是本专利技术的模糊PID控制器的输入横坐标偏差eij(x)的三角隶属度函数图。图8是本专利技术的模糊PID控制器的输入纵坐标偏差eij(y)的三角隶属度函数图。图9是本专利技术的模糊PID控制器的输出PID的比例系数的三角隶属度函数图。图10是本专利技术的模糊PID控制器的输出PID的比例积分系数的三角隶属度函数图。图11是本专利技术的模糊PID控制器的输出PID的微分系数的三角隶属度函数图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能车载标签AGV控制系统，其特征在于，包括：小车，其后轮上分别安装驱动电机；RFID标签，其固定在小车上，用于发出小车的位置信号；定位装置，其接收小车的位置信号并对小车位置信号进行读取和定位，并发出定位信息；GPRS模块，其固定在所述小车上，用于接收定位信息；车体驱动模块，其固定在小车上并连接驱动电机，用于控制驱动电机的转速；以及主控制器，其通过RS485接口连接GPRS模块，接收GPRS模块的小车的定位信息，并将小车的定位信息与目标位置的坐标进行比较；其中，所述主控制器还包括PWM信号控制驱动单元，所述PWM信号控制驱动单元连接车体驱动模块，其根据坐标比较结果输出PWM占空比信号，通过车体驱动模块控制驱动电机的转速。

【技术特征摘要】
1.一种智能车载标签AGV控制系统，其特征在于，包括：小车，其后轮上分别安装驱动电机；RFID标签，其固定在小车上，用于发出小车的位置信号；定位装置，其接收小车的位置信号并对小车位置信号进行读取和定位，并发出定位信息；GPRS模块，其固定在所述小车上，用于接收定位信息；车体驱动模块，其固定在小车上并连接驱动电机，用于控制驱动电机的转速；以及主控制器，其通过RS485接口连接GPRS模块，接收GPRS模块的小车的定位信息，并将小车的定位信息与目标位置的坐标进行比较；其中，所述主控制器还包括PWM信号控制驱动单元，所述PWM信号控制驱动单元连接车体驱动模块，其根据坐标比较结果输出PWM占空比信号，通过车体驱动模块控制驱动电机的转速。2.如权利要求1所述的智能车载标签AGV控制系统，其特征在于，还包括：红外避障模块，其安装在小车的四周，用于检测小车四周障碍并输出暂停信号；其中，所述红外避障模块还连接主控制器，主控制器接收暂停信号，控制小车暂停。3.如权利要求2所述的智能车载标签AGV控制系统，其特征在于，还包括：电源模块，其连接主控制器、射频模块、GPRS模块、红外避障模块和车体驱动模块，用于提供主控制器、射频模块、GPRS模块、红外避障模块和车体驱动模块的工作电压。4.如权利要求3所述的智能车载标签AGV控制系统，其特征在于，所述定位装置包括：多个RFID读写器，其固定在室内的多个角落，用于接收RFID标签发出的位置信号；路由器，其通过RJ45接口连接所述RFID读写器，用于传输位置信号；服务器，其连接所述路由器，用于传输位置信号。5.如权利要求4所述的智能车载标签AGV控制系统，其特征在于，所述定位装置还包括：传感器组，其安装在所述RFID读写器的一侧，用于检测RFID读写器的环境信息；传感器中控，其分别连接传感器组和路由器，用于将环境信息传输至服务器。6.如权利要求5所述的智能车载标签AGV控...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹贺，文全刚，朱天元，董鑫正，王艺璇，孙孔峰，郝志刚，林刚，
申请(专利权)人：吉林大学珠海学院，
类型：发明
国别省市：广东,44