基于机器视觉导航的柔性智能AGV物流小车制造技术

本发明专利技术公开了基于机器视觉导航的柔性智能AGV物流小车。货架系统在地面，货架系统装于AGV小车尾部，AGV工作平台装在AGV小车上；货架上设光栅传感器；车体机械结构的驱动轮和驱动电机装在车体底部，驱动电机的输出轴和驱动轮同轴连接；视觉导航模块的CCD相机和安全模块的超声波传感器装在车体前部并朝向车体前方；电力驱动模块的车载工控机分别和单片机、PLC、CCD相机、超声波传感器连接；AGV工作平台的机械手装在车体顶面，双目相机、红外线传感器装在机械手上。本发明专利技术达到货物实时跟踪及按类存放的效果，可获得较精准的轨迹跟踪以及良好的车身稳定性，仓库空间效率大大提高，节约企业成本，便于使用者存取搬运货物。便于使用者存取搬运货物。便于使用者存取搬运货物。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉导航的柔性智能AGV物流小车


[0001]本专利技术属于智能制造
的一种物流小车，具体是涉及基于机器视觉导航的柔性智能AGV物流小车。

技术介绍

[0002]第一台工业机器人自问世以来得到了迅速发展，在众多制造业中备受瞩目。目前，移动工业机器人领域的一些先进技术的发展进步已对许多工业生产和社会发展做出了巨大贡献。移动工业机器人应用最广泛的领域是汽车及其零部件制造业，并且正在不断地向诸如机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域拓展。近年来，因其柔性化程度高、工作范围广、易于实现智能加工，且较于机床有着更好的加工适应性，移动机器人技术在仓储领域的应用越来越广泛，仓储安全监测机器人已经成为智慧仓储的重要组成部分。
[0003]然而在实际的仓储环境下，不同规格的工件被大量混合宰了一起，通常需要牺牲大量的计算资源以及数据模型训练时间，极大降低了后续装配生产的效率和精度，准确分离摆放这些工件具有很重要的现实意义。在实际的运输轨迹中，曲线路径以及直线路径存在不同的特性，现有技术往往无法根据轨迹的自适应调整小车使用需求，以达到较精准的轨迹跟踪以及良好的车身稳定性。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题和不足，本专利技术提供了基于机器视觉导航的柔性智能AGV物流小车。
[0005]本专利技术在基于小车货物抓取的基础上，同时达到货物实时跟踪及按类存放的效果；此外根据不同的地面环境，小车可获得较为精准的轨迹跟随性能，在不同路段保持较好的车身稳定性，使得仓库存取货物的空间效率大大提高，节约企业成本，便于使用者存取搬运货物。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]柔性智能AGV物流小车包括AGV小车、货架系统和AGV工作平台；货架系统布置在地面上，货架系统安装于AGV小车尾部，AGV工作平台安装在AGV小车上；
[0008]所述货架系统包括货架和光栅传感器，货架布置在地面上，货架用于存放物品，货架上设置光栅传感器；
[0009]所述的AGV小车包括车体以及安装在车体上的车体机械结构、电力驱动模块、视觉导航模块和安全模块；
[0010]车体机械结构包括驱动轮和驱动电机，驱动轮和驱动电机均安装在车体底部，驱动电机的输出轴和驱动轮同轴连接，驱动轮用于带动车体移动；
[0011]视觉导航模块包括CCD相机，CCD相机安装在车体前部并朝向车体前方；
[0012]安全模块包括超声波传感器，超声波传感器安装在车体前部并朝向车体前方；
[0013]电力驱动模块包括车载工控机、单片机和PLC，车载工控机分别和单片机、PLC、CCD相机、超声波传感器连接。
[0014]所述AGV工作平台安包括机械手、双目相机和红外线传感器；机械手的根部固定安装在车体顶面，双目相机、红外线传感器均安装在机械手上。
[0015]所述车体机械结构还包括车载蓄电池、电控制器和车载多功能电源插座；车载多功能电源插座和车载蓄电池均安装于车体内部，驱动电机通过电控制器后分别与车载多功能电源插座和车载蓄电池相连。
[0016]所述安全模块还包括用于实时检测工作区域二维码的二维码扫描仪，二维码扫描仪安装于车体车身尾部。
[0017]所述AGV工作平台包括第一机械臂、第二机械臂、双目相机、机械臂夹具、红外线传感器、舵机、减速步进电机、转轴和承载底座；承载底座固定在AGV小车的车体顶面，第三机械臂的底部经舵机安装在承载底座上，第二机械臂的一端和第三机械臂的顶端铰接，减速步进电机固定于第三机械臂顶部且与第二机械臂和第三机械臂之间的铰接轴同步连接，第一机械臂的一端和第二机械臂的另一端通过转轴铰接，第一机械臂的另一端上安装双目相机、机械臂夹具和红外线传感器。
[0018]所述第三机械臂的底部和舵机机体固定连接，舵机输出轴固定安装在承载底座上。
[0019]所述AGV工作平台的舵机、减速步进电机和电力驱动模块的PLC电连接。
[0020]所述货架系统中，货架的入口侧壁设置用于检测物品的光栅传感器，货架通过螺丝固定于AGV小车的车体尾部。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1.本专利技术的柔性智能AGV物流小车利用智能机器人与机器视觉的结合，通过对所采集的图像预处理，调用训练好的深度学习网络模型进行目标检测，在实际的仓储环境下，节省大量的计算资源以及数据模型训练时间，极大提高了后续装配生产的效率和精度，对于准确分离摆放这些工件具有很重要的现实意义。
[0023]2.本专利技术中采用的视觉导航模块及安全模块，结构简单、操作方便，在实际的运输轨迹中，柔性智能AGV物流小车能够实时获取周围环境信息，有效识别轨迹中曲线路径以及直线路径不同的特性，按照一定的方法实时更新路径，自适应调整小车使用需求，以达到较精准的轨迹跟踪以及良好的车身稳定性。
[0024]3.本专利技术将智能机器人、机器视觉、物流AGV工作平台多种学科领域相结合，能够实现实时路径图像处理、抓取存放所需物品、自主导航等功能，一定程度实现了柔性存取货物，仓库空间效率大大提高，节约了企业成本，简单合理，效率高，便于使用者存取搬运货物。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0026]图2为智能物流小车主视图。
[0027]图3为智能物流小车车体内部结构图。
[0028]图4为机械手整体结构示意图。
[0029]图中：超声波传感器1，CCD相机2，车载工控机3，车载多功能电源插座4，驱动轮5，第一机械臂6，单片机7，电控制器8，车载蓄电池9，PLC10，机械臂夹具11，双目相机12，光栅传感器13，货架14，二维码扫描仪15，舵机16，红外线传感器17，减速步进电机18，转轴19，承载底座20，第二机械臂21。
具体实施方式
[0030]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0031]如图1所示，具体实施中包括AGV小车、货架系统和AGV工作平台；货架系统布置在地面上，货架系统安装于AGV小车尾部，AGV工作平台安装在AGV小车上；
[0032]货架系统包括货架和光栅传感器13，货架布置在地面上，货架用于存放物品，货架上设置光栅传感器13，光栅传感器13用于发送信号给红外线传感器17，控制机械手抓取；
[0033]AGV小车包括车体以及安装在车体上的车体机械结构、电力驱动模块、视觉导航模块和安全模块；
[0034]车体机械结构包括驱动轮5和驱动电机，驱动轮5和驱动电机均安装在车体底部，同时在车体底部还安装有至少其他一个轮子进行支撑，驱动电机的输出轴和驱动轮5同轴连接，驱动轮5用于带动车体移动；
[0035]如图1和图2所示，视觉导航模块包括CCD相机2，CCD相机2安装在车体前部并朝向车体前方，CCD相机用于采集地面轨迹图像数据将信号发送给工控机；CCD相机实时获取环境信息，通过数据线将采集的图像发送给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉导航的柔性智能AGV物流小车，其特征在于：包括AGV小车、货架系统和AGV工作平台；货架系统布置在地面上，货架系统安装于AGV小车尾部，AGV工作平台安装在AGV小车上；所述货架系统包括货架和光栅传感器(13)，货架布置在地面上，货架用于存放物品，货架上设置光栅传感器(13)；所述的AGV小车包括车体以及安装在车体上的车体机械结构、电力驱动模块、视觉导航模块和安全模块；车体机械结构包括驱动轮(5)和驱动电机，驱动轮(5)和驱动电机均安装在车体底部，驱动电机的输出轴和驱动轮(5)同轴连接，驱动轮(5)用于带动车体移动；视觉导航模块包括CCD相机(2)，CCD相机(2)安装在车体前部并朝向车体前方；安全模块包括超声波传感器(1)，超声波传感器(1)安装在车体前部并朝向车体前方；电力驱动模块包括车载工控机(3)、单片机和PLC，车载工控机(3)分别和单片机(7)、PLC(10)、CCD相机(2)、超声波传感器(1)连接；所述AGV工作平台包括机械手、双目相机(12)和红外线传感器(17)；机械手的根部固定安装在车体顶面，双目相机(12)、红外线传感器(17)均安装在机械手上。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉导航的柔性智能AGV物流小车的，其特征在于：所述车体机械结构还包括车载蓄电池(9)、电控制器(8)和车载多功能电源插座(4)；车载多功能电源插座(4)和车载蓄电池(9)均安装于车体内部，驱动电机通过电控制器(8)后分别与车载多功能电源插座(4)和车载蓄电池(9)相连。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉导航的柔性智...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭东，吴瑞明，李安达，傅阳，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：