一种视觉导航型AGV小车的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及视觉导航及自动控制技术领域，具体公开了一种视觉导航型AGV小车的控制系统，包括控制处理模块、控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块和行走电机驱动模块，控制处理模块分别与控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块进行连接。本发明专利技术又公开了一种视觉导航型AGV小车的控制方法，包括：S1，读取及处理控制信息、安全信息与视觉信息；S2，控制处理模块处理分析控制信息、安全信息及视觉信息；S3，控制处理模块控制行走电机驱动模块；S4，行走电机驱动模块驱动行走电机。本发明专利技术通过PID优化算法以及机器视觉技术拍摄色带与字符的方式，建立适合的运动模型，控制AGV小车稳定行走。

【技术实现步骤摘要】
一种视觉导航型AGV小车的控制系统及方法
本专利技术涉及视觉导航及自动控制
，具体涉及一种视觉导航型AGV小车的控制系统及方法。
技术介绍
现有技术中AGV小车的控制方式包括以下四种方式：(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，有必要针对上述的问题，提出一种视觉导航型AGV小车的控制系统及方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下的技术方案：一种视觉导航型AGV小车的控制系统，用于控制至少一个AGV小车行走电机，该控制系统包括控制处理模块、控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块和行走电机驱动模块；所述控制处理模块分别与控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块进行连接；所述控制处理模块用于处理分析控制信息输入模块、安全信息检测模块与视觉信息输入模块的输入信息，通过控制算法及方法控制行走电机驱动模块；所述控制信息输入模块用于读取及处理AGV小车的控制信息；所述安全信息检测模块用于读取及处理AGV小车的安全信息；所述视觉信息输入模块用于读取及处理AGV小车的视觉信息；所述行走电机驱动模块用于根据控制处理模块的控制指令，驱动AGV小车行走电机。进一步地，所述的视觉导航型AGV小车的控制系统还包括磁性开关、用户按钮和安全继电器；所述控制信息输入模块分别与磁性开关、用户按钮、安全继电器进行连接；所述磁性开关用于根据AGV小车的动作状态产生控制信息；所述用户按钮用于根据用户操作情况产生AGV小车的控制信息；所述安全继电器用于根据AGV小车的安全状态产生AGV小车的控制信息。进一步地，所述视觉导航型AGV小车的控制系统还包括区域传感器、防碰撞针；所述安全信息检测模块分别与区域传感器、防碰撞针进行连接；所述区域传感器用于根据AGV小车的行驶状态产生安全信息；所述防碰撞针用于根据AGV小车的碰撞状态产生安全信息。进一步地，所述视觉导航型AGV小车的控制系统还包括摄像机；所述视觉信息输入模块与摄像机进行连接；所述摄像机用于拍摄路面的色带与字符图像并产生视觉信息。一种视觉导航型AGV小车的控制方法包括以下步骤：S1，控制信息输入模块读取及处理控制信息；安全信息检测模块读取及处理安全信息；视觉信息输入模块读取及处理视觉信息；S2，控制处理模块处理分析所述控制信息、安全信息及视觉信息；S3，控制处理模块通过一角度偏移量PID优化控制算法及S2中的处理分析结果控制所述行走电机驱动模块；S4，行走电机驱动模块根据控制处理模块的指令驱动AGV小车行走电机。进一步地，于所述视觉导航型AGV小车的控制方法的S2中，控制处理模块通过识别色带与字符图像的方式分析处理视觉信息；所述识别色带与字符图像的方式包括以下步骤：S21，控制处理模块对已采集的图像进行预处理；S22，控制处理模块提取色带与字符图像的特征；S23，控制处理模块检测图像内容；S24，控制处理模块获取偏移角度。进一步地，所述视觉导航型AGV小车的控制方法的S21包括以下步骤：S211，控制处理模块对已采集的图像进行灰度化处理；S212，控制处理模块对已采集的图像进行滤波处理；S213，控制处理模块对已采集的图像进行增强处理。进一步地，所述视觉导航型AGV小车的控制方法的S22包括以下步骤：S221，控制处理模块对色带与字符图像进行二值化处理；S222，控制处理模块对图像边缘进行信息提取；S223，控制处理模块对图像进行透视转化处理。进一步地，所述控制处理模块采用霍夫变换检测直线原理检测图像内容。进一步地，所述视觉导航型AGV小车的控制方法的S24包括以下步骤：S241，控制处理模块以摄像头的安装角度为参考坐标系；S242，控制处理模块计算AGV小车的轨道偏差，再转换为AGV小车的车身偏差值。本专利技术的有益效果为：本专利技术的一种视觉导航型AGV小车的控制系统及方法，通过IO检测的方式实现启动、停止、复位、手动自动切换、驱动提升、紧急停止等基本操作功能，通过采用摄像头与机器视觉相关技术拍摄路面的色带路径与字符标签的方式，实现AGV小车的轨迹控制与功能操作，使AGV小车适应不同工厂地面颜色且操作简单方便，通过安全检测设备实现监控AGV小车的外界运行环境，保障AGV小车安全稳定运行，通过系统控制实现资源分配及任务调度，通过基于PID运动控制算法设计的角度偏移量PID优化控制算法，并结合本专利技术的输入为角度偏差量的输出为电机控制量的实际情况，建立适合的运动模型，控制AGV稳定行走。本专利技术充分发挥了视觉导航技术的优势，使得AGV小车定位精确，视觉导航灵活性比较好，改变或扩充路径也较容易，路径铺设也相对简单，导引原理同样简单而可靠，便于控制通讯，对声光控制无干扰，对地面铁块磁场无干扰。附图说明图1为本专利技术的一种视觉导航型AGV小车的控制系统的一种结构示意图；图2为本专利技术的一种视觉导航型AGV小车的控制系统的另一种结构示意图；图3为本专利技术的一种视觉导航型AGV小车的控制方法的工作流程图；图4为本专利技术的识别色带与字符图像的方式的工作流程图；图5为本专利技术的视觉导航型AGV小车的控制方法的S21的工作流程图；图6为本专利技术的视觉导航型AGV小车的控制方法的S22的工作流程图；图7为本专利技术的视觉导航型AGV小车的控制方法的S24的工作流程图；图8为本专利技术的所述控制处理模块采用的霍夫变换检测直线原理的工作原理示意图；图9为本专利技术的一种视觉导航型AGV小车的控制方法的工作示意图；图10为本专利技术的所述控制处理模块采用的角度偏移量PID优化控制算法的工作原理示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。实施例如图1所示，一种视觉导航型AGV小车的控制系统，用于控制至少一个AGV小车行走电机，该控制系统包括控制处理模块、控制信息输入模块、安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉导航型AGV小车的控制系统，用于控制至少一个AGV小车行走电机，其特征在于，该控制系统包括控制处理模块、控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块和行走电机驱动模块；所述控制处理模块分别与控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块进行连接；所述控制处理模块用于处理分析控制信息输入模块、安全信息检测模块与视觉信息输入模块的输入信息，通过控制算法及方法控制行走电机驱动模块；所述控制信息输入模块用于读取及处理AGV小车的控制信息；所述安全信息检测模块用于读取及处理AGV小车的安全信息；所述视觉信息输入模块用于读取及处理AGV小车的视觉信息；所述行走电机驱动模块用于根据控制处理模块的控制指令，驱动AGV小车行走电机。

【技术特征摘要】
1.一种视觉导航型AGV小车的控制系统，用于控制至少一个AGV小车行走电机，其特征在于，该控制系统包括控制处理模块、控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块和行走电机驱动模块；所述控制处理模块分别与控制信息输入模块、安全信息检测模块、视觉信息输入模块进行连接；所述控制处理模块用于处理分析控制信息输入模块、安全信息检测模块与视觉信息输入模块的输入信息，通过控制算法及方法控制行走电机驱动模块；所述控制信息输入模块用于读取及处理AGV小车的控制信息；所述安全信息检测模块用于读取及处理AGV小车的安全信息；所述视觉信息输入模块用于读取及处理AGV小车的视觉信息；所述行走电机驱动模块用于根据控制处理模块的控制指令，驱动AGV小车行走电机。2.根据权利要求1所述的视觉导航型AGV小车的控制系统，其特征在于，还包括磁性开关、用户按钮和安全继电器；所述控制信息输入模块分别与磁性开关、用户按钮、安全继电器进行连接；所述磁性开关用于根据AGV小车的动作状态产生控制信息；所述用户按钮用于根据用户操作情况产生AGV小车的控制信息；所述安全继电器用于根据AGV小车的安全状态产生AGV小车的控制信息。3.根据权利要求1所述的视觉导航型AGV小车的控制系统，其特征在于，还包括区域传感器、防碰撞针；所述安全信息检测模块分别与区域传感器、防碰撞针进行连接；所述区域传感器用于根据AGV小车的行驶状态产生安全信息；所述防碰撞针用于根据AGV小车的碰撞状态产生安全信息。4.根据权利要求1所述的视觉导航型AGV小车的控制系统，其特征在于，还包括摄像机；所述视觉信息输入模块与摄像机进行连接；所述摄像机用于拍摄路面的色带与字符图像并产生视觉信息。5.一种视觉导航型AGV小车的控制方法，其特征在于，包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘其信，周正军，匡忠，成金昌，
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