用于AGV小车的磁导航系统技术方案

本实用新型专利技术公开了用于AGV小车的磁导航系统，包括单片机模块，所述单片机模块通过SPI连接线连接有多个磁传感器专用驱动芯片，还包括与每个磁传感器专用驱动芯片分别连接的多个间隔排列的磁传感器，还包括与单片机连接的CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，还包括给单片机模块供电的电源模块，本实用新型专利技术的磁导航系统具有定位精度高的特点，定位精度可以达到±1mm，且系统分别设置有CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，使得在具体使用过程中可根据需要进行随意扩展，且扩展方便，从而使得本系统具有很强的通用性能。

【技术实现步骤摘要】
用于AGV小车的磁导航系统
本技术涉及一种AGV小车导航系统，特别涉及用于AGV小车的磁导航系统。
技术介绍
AGV小车是指装备了电磁等导引装置能按照指定路线导引行进的运输车，目前的小车大都在只安装一个磁感应器来感应地面安装的磁条的磁场强度，从而使得AGV小车能根据磁条的安装位置行进，但此种设置使得小车在行进过程中会存在一定偏差，精度较差，且目前的小车控制系统由于接口单一，无法扩展，每块主控制器的功能已被限定死，因此当主控制器在使用时需要扩展其他模块时则变得很困难，因此，目前使用的主控器还存在通用性差的问题。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供一种提高精度且通用性强的用于AGV小车的磁导航系统及其中心定位算法。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：用于AGV小车的磁导航系统，包括单片机模块，所述单片机模块通过SPI连接线连接有多个磁传感器专用驱动芯片，还包括与每个磁传感器专用驱动芯片分别连接的多个间隔排列的磁传感器，还包括与单片机连接的CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，还包括给单片机模块供电的电源模块。进一步的是：所述CAN通讯模块采用带隔离的ISO1050芯片。进一步的是：所述RS485通讯模块采用带隔离的ISO3082芯片。进一步的是：所述磁传感器专用驱动芯片为可独立驱动三个磁传感器的IC-27-RM3000芯片。本技术还公开了一种磁场中心定位算法，其步骤为：S1：建立基于磁场强度的二维磁场模型Mo(s,r)，该模型为经过球形磁场中心的垂直切面。其中，r代表切面半径，s代表磁场强度；S2：在二维模型Mo(s,r)内，设置一系列线性采样点，选取一个采样高度h和采样间距g建立Mo(s,r)的一维数字离散模型Md(h,g)[S1,Sn]；其中，采样间距g通常为1cm，S1和Sn代表Mo(s,r)离散后的N个采样值S1…到Sn，其通过磁传感器检测获得，采样高度h为磁传感器的实际测试高度值，通过实际环境测量获得；S3：通过数字滤波去掉噪声和干扰对离散模型Md(h,g)[S1,Sn]进行调理得到模型FMd(h,g)[S1,Sn]；S4：通过计算相邻采样点Sn和Sn-1之间的差值来初步确定二维磁场的左右边界位置：左边界位置MFL＝fmax(FMd(h,g)[Sn]-FMd(h,g)[Sn-1])；右边界位置MFR＝fmin(FMd(h,g)[Sn]-FMd(h,g)[Sn-1])；那么磁场中心位置MFc就处于磁场边界的中间，即：MFc＝(MFR–MFL)/2；6、如权利要求5所述的一种磁场中心定位算法，其特征在于：当采样高度h高于hn且未脱离磁场范围时，磁场中心位置的精确修正模型如下：MFc＝(MFR–MFL)/2+(SMFR-SMFL+MFcfine/Fa)/MFcfine；其中：hn为磁场强度变化趋势的临界点，根据被采样磁场的大小不同而不同，具体通过实际实验测得，SMFR为磁场左边界的采样点的磁场强度值，即所述MFL位置处的磁传感器测得的磁场强度，同样SMFL为磁场右边界的采样点的磁场强度值，即所述MFR位置处的磁传感器测得的磁场强度，则：MFcfine为中心位置的修正值：MFcfine＝((fabs(SMFR-SMFL)+Fb/2)/Fb)*Fa；其中Fb为相邻采样点梯度值的经验值，磁场强度大小不同该值也不同，当使用常用的100高斯的磁条时，该实验值为20，Fa为磁场强度值对应的距离的衰减因子，磁场强度大小不同该值也不同，当使用常用的100高斯的磁条为例，该实验值为4。本技术的有益效果是：本技术的磁导航系统具有定位精度高的特点，定位精度可以达到±1mm，且系统分别设置有CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，使得在具体使用过程中可根据需要进行随意扩展，且扩展方便，从而使得本系统具有很强的通用性能。附图说明图1为磁导航系统示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1所示的用于AGV小车的磁导航系统，包括单片机模块，所述单片机模块通过SPI连接线连接有多个磁传感器专用驱动芯片，还包括与每个磁传感器专用驱动芯片分别连接的多个间隔排列的磁传感器，还包括与单片机连接的CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，还包括给单片机模块供电的电源模块，本模块设置有多个间隔排列的磁传感器，可以根据各个磁传感器检测到的磁场强度汇总得出安装在地面的词条的中心位置，从而控制AGV小车精确沿中心位置行进，即使出现一个磁传感器检测不准确，也不会对最后结果造成影响，且系统分别设置有CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，使得在具体使用过程中可根据需要进行随意扩展，且扩展方便，从而使得本系统具有很强的通用性能。在上述基础上，所述CAN通讯接口为带隔离模块的通讯芯片，具体可为ISO1050芯片，也可使用其他替代型芯片，运用此种类型的芯片可使得通讯数据更稳定。在上述基础上，所述RS485通讯接口为带隔离模块的通讯芯片，具体可为ISO3082芯片，也可使用其他替代型芯片，运用此种类型的芯片可使得通讯数据更稳定。在上述基础上，所述磁传感器专用驱动芯片为可独立驱动三个磁传感器的IC-27-RM3000芯片，此种芯片可以使得磁传感器测量更精准，同时使得系统的结构更简单。本申请还公开了一种磁场中心定位算法，其步骤为：S1：建立基于磁场强度的二维磁场模型Mo(s,r)，该模型为经过球形磁场中心的垂直切面。其中，r代表切面半径，s代表磁场强度；S2：在二维模型Mo(s,r)内，设置一系列线性采样点，选取一个采样高度h和采样间距g建立Mo(s,r)的一维数字离散模型Md(h,g)[S1,Sn]；其中，采样间距g通常为1cm，由于采样间距太小会增加成本，太大会降低精度，根据实验，本算法基于1cm的采样间距为最佳采样间距，S1和Sn代表Mo(s,r)离散后的N个采样值S1…到Sn，其通过多个磁传感器分别检测获得，采样高度h为磁传感器的实际测试高度值，通过实际环境测量获得；S3：通过数字滤波去掉噪声和干扰对离散模型Md(h,g)[S1,Sn]进行调理得到模型FMd(h,g)[S1,Sn]；S4：通过计算相邻采样点Sn和Sn-1之间的差值来初步确定二维磁场的左右边界位置：左边界位置MFL＝fmax(FMd(h,g)[Sn]-FMd(h,g)[Sn-1])；右边界位置MFR＝fmin(FMd(h,g)[Sn]-FMd(h,g)[Sn-1])；那么磁场中心位置MFc就处于磁场边界的中间，即：MFc＝(MFR–MFL)/2；在上述基础上，通常由于磁性物质并不完全规则或者采样传感器的噪声或者环境干扰的影响，简单通过S4的计算可能会得到2个MFL或是MFR，这时候就会通过比较相邻的采样点梯度差值和另一边界的梯度差值大小来决定边界采样点。因此，当采样高度h低于值hn时(hn就是磁场强度变化趋势的临界点，根据被采样磁场的大小不同而不同，具体要通过实际实验测得，当采样高度大于该值，磁场强度随着高度降低而由小变大，但低于该值时磁场强度反而由大变小)时，中心位置的磁场强度反而变弱，此时的中心位置计算使用S4中的方法，当采样高度h高于hn且未脱离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于AGV小车的磁导航系统，其特征在于：包括单片机模块，所述单片机模块通过SPI连接线连接有多个磁传感器专用驱动芯片，还包括与每个磁传感器专用驱动芯片分别连接的多个间隔排列的磁传感器，还包括与单片机连接的CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，还包括给单片机模块供电的电源模块。

【技术特征摘要】
1.用于AGV小车的磁导航系统，其特征在于：包括单片机模块，所述单片机模块通过SPI连接线连接有多个磁传感器专用驱动芯片，还包括与每个磁传感器专用驱动芯片分别连接的多个间隔排列的磁传感器，还包括与单片机连接的CAN通讯模块、RS485通讯模块和RS232通讯模块，还包括给单片机模块供电的电源模块。2.如权利要求1所述的用于AGV小车...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈连双，谢勇，张扬，
申请(专利权)人：苏州曼普拉斯传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32