一种AGV控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种AGV控制系统及控制方法，属于AGV技术领域。该AGV控制系统包括上位机，AGV小车以及AGV控制系统监控平台，AGV小车包括车载控制系统、车载传感器系统及执行装置；AGV控制方法包括控制AGV小车沿预定路线行驶、根据环境条件控制AGV小车行驶速度、面对障碍物做出合理的避让方式、根据上位机要求完成指定的任务、根据AGV小车反馈信息判定位置及根据供电单元反馈信息自行补充电量等内容。本发明专利技术提供的车载控制系统硬件由开发板和PLC组成，二者分工完成AGV小车的所有控制要求，在满足高可靠性的基础上可实现更多功能，智能化程度更高，模块化功能设计更有利于产品二次开发，同时成本较为低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种AGV控制系统及控制方法
：本专利技术属于AGV控制
，具体涉及一种AGV控制系统及控制方法。
技术介绍
：随着工厂，仓储物流行业对于高速，高效的工作要求越来越高，传统人力工作无法满足这一要求并且成本越来越高，由此AGV(AutomatedGuidedVehicle)小车获得了广泛的应用。常见AGV小车常用PLC，开发板或者工控机控制，但是使用PLC做为控制器智能化程度不够高，扩展能力一般，能完成的任务有限，开发板的稳定性不够高，难以满足工厂所要求的高可靠性，工控机的成本较高，不利于缩减成本。
技术实现思路
：本专利技术针对现有技术存在的上述问题及不足，提供一种AGV控制系统及控制方法。本专利技术使用PLC和开发板联合工作的控制技术，二者分工合理，在满足AGV小车高可靠性的基础上可以实现更多的功能，智能化程度更高，本专利技术能够在控制成本的基础上实现AGV小车的高可靠性和高度智能化。本专利技术提供的一种AGV控制系统及控制方法，要求其能够在导航磁条、RFID标签卡以及上位机的辅助下能够完成预定任务。本专利技术AGV控制系统包括上位机、AGV小车及AGV控制系统监控平台；所述AGV小车包括车载控制系统、车载传感器系统、供电单元及执行装置；所述上位机、所述AGV小车及所述AGV控制系统监控平台基于ZigBee技术进行无线通讯。所述AGV小车为差速驱动六轮AGV，采用中置两驱动轮辅以四万向轮的结构形式，能够实现原地旋转；灵活性以及载重能力较强。所述车载控制系统包括PLC和开发板；所述PLC型号为西门子S7-200SMART。所述开发板集成主控芯片(本专利技术基于成本及通用性原则采用STM32F407，符合标准的其他芯片亦可)，六轴加速度传感器，ZigBee无线通信模组，24V-5V降压模块以及红外无线通信模组。所述车载传感器系统包括磁导航传感器、站点传感器及超声波测距模块；所述磁导航传感器负责感应所述AGV小车相对于导航磁条位置并将四位开关量信号传递至所述PLC，所述站点传感器负责接收RFID标签信息并反馈至所述开发板，所述超声波测距模块负责感应障碍物距离并传递信息至所述开发板，由所述开发板计算障碍物距离及角度信息。所述PLC负责接收所述磁导航传感器的四位开关量信号用于控制所述AGV小车沿预定路线行走，所述开发板负责接收所述站点传感器信号，与所述上位机通讯，接收供电单元电量信息反馈，确定所述AGV小车位置，判定障碍物方位及避障方式。所述执行装置为两驱动轮，采用脉冲方式进行控制。为保证所述AGV系统运行的可靠性，所述AGV系统设置有AGV控制系统监控平台。所述AGV控制系统监控平台基于LabView软件设计，可对所有运行AGV小车进行监控，监控数据包括各AGV小车执行任务编码，各AGV小车残余电量显示，各AGV小车运行速度，各AGV小车位置情况以及各AGV小车任务执行状态。本专利技术同时提供一种AGV小车控制系统的控制方法，该控制方法包括控制所述AGV小车沿预定路线行驶、根据环境条件控制所述AGV小车行驶速度、面对障碍物做出合理避让方式、根据上位机要求完成指定任务、根据所述AGV小车反馈信息判定位置及根据所述供电单元反馈信息自行补充电量。所述控制所述AGV小车沿预定路线行驶的具体步骤包括所述磁导航传感器确定导航磁条相对于自身位置并以4位开关量的方式反馈至所述PLC，所述PLC根据所述磁导航传感器反馈的4位开关量相对于总的8位开关量位置决定所述AGV小车行驶方向，并以控制发送脉冲的数量以及频率的方式控制所述执行装置以两边差速的方式按照预定方向运动。所述根据环境条件控制AGV小车行驶速度的具体步骤包括：行驶环境改变(如区域内障碍物较多，地面环境潮湿)或者行驶方向改变(由直线行驶变成转弯行驶)即将发生处设置RFID标签卡，所述站点传感器读取RFID标签卡信息之后，反馈至所述开发板，所述开发板根据反馈信息判定AGV小车的速度状态(加速或减速)，所述开发板通过数据接口(本专利技术采用8位开关量组合传递信号)发送行驶信息至所述PLC，所述PLC根据所述开发板指令以控制发送脉冲的数量以及频率的方式控制所述执行装置按照指定状态运动。。所述面对障碍物做出合理避让方式的具体步骤包括位于所述AGV小车头部的3个所述超声波测距模块将各自距离障碍物距离信息反馈至所述开发板，所述开发板能够根据所述超声波测距模块反馈的距离信息按照预先设定的函数计算得出障碍物距离所述AGV小车的实际距离及角度信息，根据计算结果得出应当停车、左拐避让或右拐避让的指令，所述开发板将具体行驶信息传递至所述PLC，所述PLC根据所述开发板指令以控制发送脉冲的数量以及频率的方式控制所述执行装置实现停车规避障碍或转向绕开障碍的行驶动作。所述根据上位机要求完成指定任务的具体步骤包括所述上位机分配任务给所述AGV小车，任务信息通过Zigbee无线通信模块传递至所述开发板，所述开发板根据接收信息生成行驶路线，在AGV小车行驶至导航磁条交界点时，所述开发板发送行驶方向给所述PLC，所述PLC根据所述开发板指令以控制发送脉冲的数量以及频率的方式控制所述执行装置完成具体方向选择，并最终到达预定工位。所述根据所述AGV小车反馈信息判定位置的具体步骤包括所述AGV小车为恒速运动，除非碰到改变行驶状态的RFID标签卡，两标签卡之间的行驶速度为匀速运动，标签卡带有节点位置信息，所述开发板可根据公式S位置＝S总-vt计算出小车相对于节点的实时位置并通过Zigbee无线通信模块反馈至所述上位机，此外，若碰见障碍物，所述开发板会根据所述超声波测距模块反馈信息做出预定的行驶行为，若停车规避障碍，则计算位置信息的计时器停止，位置信息即为停止位置信息，若转向避让障碍，则根据恒速以及转向角度实时计算位置信息。所述根据所述供电单元反馈信息自行补充电量的具体步骤包括所述供电单元以百分制的形式实时向所述开发板反馈参与电量信息，若残余电量小于等于10％时，所述开发板会生成去往充电位置的行驶路线，在AGV小车行驶至导航磁条交界点时，所述开发板发送行驶方向给所述PLC，所述PLC根据所述开发板指令以控制发送脉冲的数量以及频率的方式控制所述执行装置完成具体方向选择，并最终到达充电工位，此外，若此时所述开发板接收到所述上位机发来的任务要求，会拒绝任务并将拒绝信息反馈至所述上位机，所述上位机将重新进行任务调度。本专利技术具有以下技术特点：1、常见的GPS模块定位精度较低，AGV小车活动范围不大，对于定位精度要求较高，本专利技术所使用的站点标签计算法能够在节省GPS定位模块的基础上，实现更高精度的实时定位。2、本专利技术中AGV系统采用基于ZigBee技术的无线通信系统，可实现低复杂度、低功耗及低成本的特性。3、本专利技术使用PLC和开发板的组合控制，可以解决单独使用PLC做为控制器智能化程度不够高，扩展能力一般，能完成的任务有限；单独使用开发板的稳定性不够高，难以满足工厂所要求的高可靠性；工控机的成本较高，不利于缩减成本的问题。4、由于磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AGV控制系统，其特征在于该控制系统包括上位机、AGV小车及AGV控制系统监控平台；所述AGV小车包括车载控制系统、车载传感器系统、供电单元及执行装置；所述上位机、所述AGV小车及所述AGV控制系统监控平台基于ZigBee技术进行无线通讯；所述AGV小车为差速驱动六轮AGV，采用中置两驱动轮辅以四万向轮的结构形式，能够实现原地旋转；所述车载控制系统包括PLC和开发板，所述PLC型号为西门子S7-200 SMART，所述开发板集成主控芯片、六轴加速度传感器、ZigBee无线通信模组、24V-5V降压模块及红外无线通信模组；所述车载传感器系统包括磁导航传感器、站点传感器及超声波测距模块；所述磁导航传感器负责感应所述AGV小车相对于导航磁条位置并将四位开关量信号传递至所述PLC，所述站点传感器负责接收RFID标签信息并反馈至所述开发板，所述超声波测距模块负责感应障碍物距离并传递信息至所述开发板，由所述开发板计算障碍物距离及角度信息；所述PLC负责接收所述磁导航传感器的四位开关量信号用于控制所述AGV小车沿预定路线行走，所述开发板负责接收所述站点传感器信号，与所述上位机通讯，接收所述供电单元电量信息反馈，确定所述AGV小车位置，判定障碍物方位及避障方式；所述执行装置为两驱动轮，采用脉冲方式进行控制；所述AGV控制系统监控平台基于LabView软件设计，能够对所有运行的所述AGV小车进行监控，监控数据包括所述AGV小车执行任务编码，所述AGV小车残余电量显示，所述AGV小车运行速度，所述AGV小车位置情况以及所述AGV小车任务执行状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种AGV控制系统，其特征在于该控制系统包括上位机、AGV小车及AGV控制系统监控平台；所述AGV小车包括车载控制系统、车载传感器系统、供电单元及执行装置；所述上位机、所述AGV小车及所述AGV控制系统监控平台基于ZigBee技术进行无线通讯；所述AGV小车为差速驱动六轮AGV，采用中置两驱动轮辅以四万向轮的结构形式，能够实现原地旋转；所述车载控制系统包括PLC和开发板，所述PLC型号为西门子S7-200SMART，所述开发板集成主控芯片、六轴加速度传感器、ZigBee无线通信模组、24V-5V降压模块及红外无线通信模组；所述车载传感器系统包括磁导航传感器、站点传感器及超声波测距模块；所述磁导航传感器负责感应所述AGV小车相对于导航磁条位置并将四位开关量信号传递至所述PLC，所述站点传感器负责接收RFID标签信息并反馈至所述开发板，所述超声波测距模块负责感应障碍物距离并传递信息至所述开发板，由所述开发板计算障碍物距离及角度信息；所述PLC负责接收所述磁导航传感器的四位开关量信号用于控制所述AGV小车沿预定路线行走，所述开发板负责接收所述站点传感器信号，与所述上位机通讯，接收所述供电单元电量信息反馈，确定所述AGV小车位置，判定障碍物方位及避障方式；所述执行装置为两驱动轮，采用脉冲方式进行控制；所述AGV控制系统监控平台基于LabView软件设计，能够对所有运行的所述AGV小车进行监控，监控数据包括所述AGV小车执行任务编码，所述AGV小车残余电量显示，所述AGV小车运行速度，所述AGV小车位置情况以及所述AGV小车任务执行状态。


2.如权利要求1所述AGV小车控制系统的控制方法，其特征在于该控制方法包括控制所述AGV小车沿预定路线行驶、根据环境条件控制所述AGV小车行驶速度、面对障碍物做出合理避让方式、根据上位机要求完成指定任务、根据所述AGV小车反馈信息判定位置及根据所述供电单元反馈信息自行补充电量；所述控制所述AGV小车沿预定路线行驶的具体步骤包括所述磁导航传感器确定导航磁条相对于自身位置并以4位开关量的方式反馈至所述PLC，所述PLC根据所述磁导航传感器反馈的4位开关量相对于总的8位开关量位置决定所述AGV小车行驶方向，并以控制发送脉冲的数量以及频率的方式控制所述执行装置以两边差速的方式按照预定方向运动；所述根据环境条件控制所述AGV小车行驶速度的具体步骤包括行驶环境改变或行驶方向改变即将发生处设置RFID标签卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：张良安，余大壮，季冉鸣，唐锴，陈洋，张成鑫，王祥，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34