隨著國家提倡智能製造及智能物流發展,AGV小車普遍應用,越來越受(shòu)人們(men)的認可,那AGV主要核心是什麽?今天聯集AGV小編就(jiù)給(gěi)大家(jiā)深度分析下,希望能幫助大家(jiā)全麵了解些AGV小車!
AGV小車控製係統需解決的主要問題做了恰當的比喻:Where am I? (我在哪裏?)Where am I going?(我要去(qù)哪(nǎ)裏?) How can I get there?(我怎麽去?),這三個問題歸納起(qǐ)來分別就是AGV控製係統中的三個(gè)主要技術:AGV的導(dǎo)航(Navigation),AGV的路徑規劃(Layout designing),AGV的(de)導引(yǐn)控製(Guidance)。
AGV小車控製係統分為地麵(上位)控製係統、車載(單機)控製(zhì)係(xì)統及導航(háng)/導引係統(tǒng),其中,地麵控製係統指AGV係統的固定設備,主要負責任務分配,車輛調度,路徑(線)管理,交通管理,自動充(chōng)電等功能;車載控製係統在收到上位係統的指令後,負責AGV的導航(háng)計算,導(dǎo)引實(shí)現,車輛行走,裝卸操作等功能(néng);導航/導引係統為(wéi)AGV單機提供係(xì)統絕對或相對位置及(jí)航向。
AGV係(xì)統是一套複雜的(de)控(kòng)製係統(tǒng),加之不同項目對係統的要求不同,更增加(jiā)了係統的複雜性,因此(cǐ),係統在軟件配置上設計了一套支持AGV項目從路徑規劃、流程設計、係(xì)統仿真(Simulation)到項目實施全過程的解決方案。上位係統提供了可靈活定義AGV係(xì)統流程的工具,可根據用戶的實際需求來規劃(huá)或修改路徑或係統流程;而上位係統也提供了可供用戶(hù)定義不(bú)同AGV功(gōng)能的編程(chéng)語(yǔ)言。
1、地麵控製係統(tǒng)
AGVAGV小車地麵控製係統(Stationary System)即AGV上位控製係統,是AGV係統的核心。其主要功能是對AGV係統(AGVS)中的多台AGV單機進行(háng)任務分配,車輛管理,交通管理,通訊管理等。
任務管理:任務管理類似(sì)計算機操作係統的進程管理,它提(tí)供對AGV地麵控(kòng)製程序的解釋執行環境;提供根(gēn)據任務優先級(jí)和啟動時間的調度運行;提供對任務的各種操作如啟動、停止、取消等。
車輛管理:車輛管理是AGV管理的核(hé)心模塊,它根據物料搬運任務的請求,分配調度AGV執行任務,根據AGV行走(zǒu)時間最短原則,計算AGV的最短行走路(lù)徑,並控製指揮AGV的行走過程,及時下達裝卸貨和充電命令。
交通管理:根據AGV的物理尺寸大小、運行狀態和路徑狀況,提供AGV互相自動避讓的措施,同時避免(miǎn)車輛互相等(děng)待的死鎖方法和(hé)出現死(sǐ)鎖的解除方法;AGV的交通管理(lǐ)主要有行走段分配和死鎖報告功能。
通訊管理(lǐ):通信(xìn)管理提供AGV地麵控(kòng)製係統與AGV單機、地麵(miàn)監控係統、地麵IO設備、車輛仿真係統及上(shàng)位計算機的通(tōng)信功能。和AGV間的通信使用無(wú)線電通信(xìn)方式,需要建立一個無線網絡,AGV隻和地麵係統進行雙向通信,AGV間不進行通(tōng)信,地麵控製係統采用輪詢方式和多台AGV通信;與地麵監控係統、車輛(liàng)仿真係統、上位計算機的通信使用TCP/IP通信。
車輛驅動:AGV小(xiǎo)車小車驅動負責AGV狀態的采集,並向交(jiāo)通管理發(fā)出行走段的允許請求,同時把確認段下發AGV。
2、車載控製係(xì)統(tǒng)
AGV車載控製係統(Onboard System),即AGV小車單機控製係統,在收到上位係統的指令後,負責AGV單機(jī)的導航,導引,路徑選擇,車輛驅動,裝卸操作等功(gōng)能。
導航(Navigation):AGV單機通過自身裝備的導航器件測量並計算出所在全局坐標中(zhōng)的位置和航(háng)向。
導(dǎo)引(Guidance):AGV單機根據現在的位置、航向及(jí)預先設定的(de)理論軌跡來計算下個周期的速度值和轉向角度(dù)值即,AGV運動的命令值。
路徑選(xuǎn)擇(Searching):AGV單機根據上位係統的指令,通過計算,預先選擇即將運行的路徑(jìng),並將結果報送上位控製係統,能否運(yùn)行由上位係統根據其它AGV所在的位置統一調配。AGV單機行走的路徑(jìng)是根據實際工作條件設計(jì)的,它有若(ruò)幹“段”(Segment)組(zǔ)成。每一“段”都指明了該段的(de)起始點、終止點,以及AGV在該段的行駛速度(dù)和轉向等信息。
車輛驅動(Driving):AGV單機根據導引(Guidance)的計算結果和路徑選擇信息,通過伺服器件控製車輛運(yùn)行。
3、導(dǎo)航導引方式
AGV小車之所以能夠實現無人駕駛,導航和導引對(duì)其起到了至關重要的作用,隨著技術(shù)的發展,目前(qián)能夠用於AGV的導航/導引技術主要有以下幾種:電磁導引、光學導引、激光導引、視覺導航(háng)、慣(guàn)性導航等方式。
直接(jiē)坐標(Cartesian Guidance)
用定位塊將AGV的行駛(shǐ)區域分成若幹坐標小(xiǎo)區域,通(tōng)過對小區域的計(jì)數實現導引,一般(bān)有(yǒu)光電式(將(jiāng)坐標小區域以兩種顏色劃分,通過光電器件計數)和電磁式(將(jiāng)坐標小區域以金屬塊或磁塊劃分(fèn),通過電磁感應器(qì)件計數)兩種形式,其優點是可以實現路徑的修改,導引的可靠性好,對環境無特別要求。缺點是地麵(miàn)測量安裝複雜,工(gōng)作量大,導引精度和(hé)定位(wèi)精度(dù)較低,且無法滿(mǎn)足複雜路徑的要求。
電磁導引(Wire Guidance)
電磁導引是較為傳統的導引方式之一(yī),目前仍(réng)被許多(duō)係統采用,它是在(zài)AGV小車(chē)的行駛(shǐ)路徑上埋設金(jīn)屬線,並在金屬線加載導引頻率,通過對導引頻率的識別來實(shí)現AGV的導引。其主要優點是引線隱蔽,不易汙染和破損,導引原理簡單而(ér)可靠,便於控製和通訊,對聲光無幹擾,製造成(chéng)本較低。缺點是路(lù)徑難以更(gèng)改擴展,對複雜路徑的(de)局(jú)限性大。
磁帶導引(Magnetic Tape Guidance)
與電磁導引相近,用在路麵上貼磁帶替代在(zài)地麵下埋設金(jīn)屬線,通過磁感應信號實現導引,其靈活性(xìng)比較好,改變或擴充路徑較容易,磁帶鋪設簡單易行,但此導引方式易受環路周圍金屬物質的幹擾,磁帶(dài)易受機械損傷,因此(cǐ)導引的可靠性受外界影響較大。
光(guāng)學導引(Optical Guidance)
在AGV小車的行駛路徑上塗(tú)漆或粘貼色(sè)帶,通過對攝像(xiàng)機采入的色(sè)帶圖象信號進行簡單處理(lǐ)而實現導引,其靈(líng)活性比較好,地麵路線設置簡單易行,但對色帶的汙(wū)染和機械磨損十分敏感,對環境要求過高,導引可靠(kào)性較差,精度較低(dī)。
激(jī)光(guāng)導航(Laser Navigation)
激光導(dǎo)引是(shì)在AGV行駛路徑(jìng)的周(zhōu)圍安裝位置精確的激光反射板,AGV通過激光掃(sǎo)描器(qì)發射激光束,同時采集由(yóu)反射板反(fǎn)射的激光束,來確定其當前的位置和航向,並通過連續的三角幾何運算來實現AGV的導(dǎo)引。
此項技術(shù)最大的優點是,AGV定位精確;地麵無需其他定位設施;行駛路徑可靈活多變,能夠適合(hé)多種現場環境,它(tā)是目前國外許多AGV生產廠家優(yōu)先采用的先進導引方式;缺點是製造成本高,對環(huán)境要(yào)求較相對苛刻(外界光線,地麵要求,能見度要求等),不(bú)適合室外(尤其是(shì)易受雨、雪、霧的影響)。
慣性(xìng)導航(Inertial Navigation)
慣性導航是在AGV上安裝陀(tuó)螺儀,在(zài)行(háng)駛區域的地麵上安裝定位塊,AGV可通過對陀螺儀偏差信號(角速率)的計算及地(dì)麵定位塊信號的采集來確定自身的位置和航向,從而(ér)實現導引。
此項技術在軍方較早(zǎo)運用,其主要優點是技術先進(jìn),較之有線導引(yǐn),地麵處理工作量小,路徑靈活性強(qiáng)。其缺點是製造成本較高,導(dǎo)引的精(jīng)度(dù)和可靠性與陀螺(luó)儀的製造(zào)精度及其後續信號處理密(mì)切相關。
視覺導航(Visual Navigation )
視覺導航是采用(yòng)CCD 攝(shè)像頭拍攝路麵(miàn)圖像,運用機器視覺等相關技術識別路徑,實現自動導航的一種新興導航方法。
GPS導航(Global Position System)
通(tōng)過(guò)衛星對非固(gù)定路麵係統(tǒng)中(zhōng)的控製對象進行(háng)跟(gēn)蹤和製導(dǎo),目前此項技術還在發展和完善,通常用於(yú)室外遠距離的跟蹤和製導,其精度取決於衛星在(zài)空中(zhōng)的固定精度和數(shù)量,以(yǐ)及控製對象周圍(wéi)環(huán)境等(děng)因(yīn)素。