自动导航车(AGV)的激光引导技术研究

合集下载

自动导航运载车(AGV)系统研究

自动导航运载车(AGV)系统研究

摘要:自动导航运载车(AGV)系统由全锂电池驱动的自动导航运载车,集装箱转运平台,自动充电装置及配套的无线电台,供配电、通讯和控制系统组成,采用全电动自动导航运载车替代传统柴油发动机驱动的集装箱拖车,可替代港内集装箱拖车进行水平运输,实现集装箱码头水平运输自动导航、无人驾驶、全电动、零直接二氧化碳排放。按年设计吞吐量70万标箱测算,每年可节约能源消耗约350万吨标准煤,减少二氧化碳气体排放约1 150吨。

1.技术概况

AGV(Automated Guided Vehicle)即自动导引运输车,“广义”上是指基于各种定位导航技术,不需要人驾驶的自动运输车辆。

厦门远海集装箱码头自动导航运载车(AGV)系统是厦门远海自动化码头建设配套项目。该项目采用全电动自动导航运载车替代传统柴油发动机驱动的集装箱拖车,是联合了国内主要港机制造商进行自主研发,具有自主知识产权的国际先进技术,能有效减少温室气体及有害物质排放,对自动化集装箱码头建设具有重要意义。

项目在厦门远海自动化码头原有的传统14# 集装箱泊位上进行道路改造,配置18 台全锂电池驱动的自动导航运载车,8 台集装箱转运平台,18 台自动充电装置及配套的无线电台,供配电、通讯和控制系统,形成自动导航运载车替代港内集装箱拖车,实现港内集装箱水平运输。

2.技术原理和内容

2.11

技术原理

自动导航运载车(AGV)系统可实现智能化调度、自动化控制,无人操作,提高集装箱传送效率。AGV 系统控制包括车辆管理系统(VMS)、导航系统(NS)、小车控制系统(VCS)三个层次。VMS 接收码头管理系统(TOS)发送的AGV 起点和终点位置,依据AGV 调度策略指定AGV 并生成AGV 最优路径;导航系统实现路径跟踪,依照路径指令计算出当前的电机转速和掌舵角度并且传输给VCS,而VCS 能够控制小车上的电动机和液压转向系统从而响应收到的指令。通过这样的方式,AGV 能够沿着轨迹独立在岸桥和自动堆垛之间运行。

自动导航车(AGV)的激光引导技术研究

自动导航车(AGV)的激光引导技术研究

自动导航车(AGV)的激光引导技术研究

浙江大学城市学院自动化1003班蔡刚刚

摘要:本文主要介绍了AGV引导的方式,尤其是激光引导AGV系统原理及控制原理。通过对系统功能的介绍和突出特点的归纳,不仅可以看出技术上的先进性,更重要的是能看到系统管理思想的科学性,系统构成的周密性,系统运行的协调性。

关键词: AGV; 激光引导; AGV控制原理

AGV laser guidance technology research

CAI Gang-gang

Abstract: This paper mainly introduces the AGV lead the way, especially the laser guide AGV system theory and control theory. Through analyzing the system function and the prominent characteristics of induction, we can see not only the advanced nature of technology, more important is to see the system management of scientific thinking, system structure thorough, system coordination.

Key words: AGV; laser system; AGV control theory

AGV系统中的定位与导航技术研究

AGV系统中的定位与导航技术研究

AGV系统中的定位与导航技术研究

一、引言

自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)系统是一种通过自

动导航技术完成物流搬运任务的系统。它在许多工业领域中具有广泛

应用,例如制造业、仓储物流等。AGV系统的核心技术之一是定位与

导航技术,本文将探讨AGV系统中的定位与导航技术的研究进展与挑战。

二、定位技术

定位技术是AGV系统中的关键技术之一,它能够确定AGV车辆在空间中的位置,为实现精确的导航提供基础支持。目前,AGV系统常

用的定位技术主要包括激光定位、惯性导航系统和视觉导航等。激光

定位采用激光传感器来扫描环境,利用激光反射的时间来计算AGV车

辆的位置,在定位精度和实时性方面表现出色。惯性导航系统则利用

陀螺仪、加速度计等传感器感知车辆的加速度和角速度,进而计算车

辆的位姿信息。视觉导航则利用摄像头等传感器获取环境的图像信息,通过图像处理和计算机视觉技术来实现定位。

三、导航技术

导航技术是指AGV车辆在运行过程中的路径规划与轨迹跟踪。传

统的导航技术主要依赖于预先规划好的路径和地标点进行导航,但这

种方法在实际应用中存在很多局限性。近年来,基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的导航技术逐渐受到关注。MPC是

一种基于最优控制理论的控制策略,通过对系统模型进行预测,实时

生成最优的控制策略,从而实现车辆运动的闭环控制。这种导航技术

能够应对不确定环境和动态障碍物的情况,具有较强的鲁棒性和自适

应性。

四、挑战与展望

AGV系统中的定位与导航技术在实际应用中仍面临一些挑战。首先,定位精度和实时性是决定定位技术优劣的关键指标,如何在保证

AGV视觉导航技术研究进展

AGV视觉导航技术研究进展

AGV视觉导航技术研究进展

AGV(Automatic Guided Vehicle)是一种能够在工业环境中自动导航的无人驾驶车辆,广泛应用于物流、仓储、制造等领域。AGV的视觉导航技术是指利用相机、激光雷达等传

感器获取环境信息,通过图像处理、目标检测、路径规划等算法实现AGV的定位、导航和

避障。随着计算机视觉和机器学习技术的不断发展,AGV的视觉导航技术取得了显著的研

究进展。

目前,AGV视觉导航技术的研究主要集中在以下几个方面:

1. 目标检测与识别:目标检测是AGV视觉导航的基础任务之一,通过检测和识别环境中的障碍物和标志物,来实现路径规划和避障。目前,常用的目标检测方法包括基于传统

特征的方法(如Haar特征、HOG特征)和基于深度学习的方法(如YOLO、Faster-RCNN)。这些方法在保证检测准确性的也能满足实时性要求。

2. 地图构建与定位:地图构建和定位是AGV实现导航的关键环节。通过利用传感器获取的环境信息,结合SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法,可以实时构建环境地图,并估计AGV的位置和姿态。目前,SLAM算法主要分为基于特征点的方法(如ORB-SLAM)和基于直接法的方法(如DSO)。这些方法能够实现在未知环境中的定位和导航。

3. 路径规划与规划:路径规划是AGV视觉导航的核心任务之一,主要是根据环境地图和AGV的起始位置和目标位置,通过合适的算法来生成一条安全有效的路径。常用的路径

规划算法包括A*算法、Dijkstra算法、RRT(Rapidly-exploring Random Tree)算法等。这些算法能够在复杂环境中高效地生成路径。

激光导引AGV系统

激光导引AGV系统

工作原理

AGV在其运行区域内,规定有通信区和非通信区。在通信区域内,AGV通过其车载通信装置与系统控制计算机通信,报告其位置及状态,并接受工作指令。在非通信区域内,AGV按照小车控制器中的预定程序独立行驶,不与系统控制计算机发生联系。

其工作过程为:当接收到货物搬运指令后,小车控制器就根据所存储的运行地图和AGV当前位置及行驶方向进行计算、分析,选择最佳的行驶路线,通过驱动放大器自动控制AGV 的行驶和转向,到达装载货物目标点准确停位后,移载机构动作,完成装货过程。然后AGV 起动,驶向目标卸货点,准确停位后,移载机构动作,完成卸货过程,并向控制计算机报告其位置和状态。随之AGV起动,驶向待命区域。接到新的指令后再作下一次搬运。

AGV行驶过程中,车上的激光扫描头不断地扫描周围环境,当扫描到行驶路径周围预先垂直设定好的反射板时,即"看见"了"路标"。只要扫描到三个或三个以上的反射板,即可根据它们的坐标值,以及各块反光板相对于车体纵向轴的方位角,由定位计算机算出AGV 当前在全局坐标系中的X、Y坐标,和当前行驶方向与该坐标系X轴的夹角,实现准确定位和定向。

系统功能

1 调度管理

1.1任务管理:对上位调度计算机下达的任务根据时间先后和任务优先级进行调度。

1.2 车辆管理:根据当时AGV的位置和状态,选择距目标点最近(含各路段加权值计算结果)的空闲小车执行任务。

1.3 交通管理:对管辖内的所有AGV能实进控制和管理。AGV严格遵循规划路径行驶,彼此独立行驶和作业,能相互让车。

2 通信传输

2.1 通过网络与上位调度计算机保持联系,接受任务调度,报告执行结果。

AGV视觉导航技术研究进展

AGV视觉导航技术研究进展

AGV视觉导航技术研究进展

AGV(Automated Guided Vehicle)是一种自动导航的搬运车辆,广

泛应用于自动化仓储物流系统中。AGV视觉导航技术是指通过摄像头等视

觉设备获取环境信息,实现AGV自主定位、路径规划和避障等功能的技术。随着人工智能和机器视觉技术的不断发展,AGV视觉导航技术也在不断增

强和完善,为物流行业的自动化和智能化提供了更便利和高效的解决方案。

一、三维建图和定位技术:AGV视觉导航的第一步是对环境进行三维

建图,以便于AGV能够准确地定位自己的位置。目前,研究者们通过使用

激光雷达、摄像头等传感器,结合SLAM(Simultaneous Localization

and Mapping)算法,实现对环境的高精度建模,并能够实时更新地图信息,以适应环境的变化。

二、路径规划和避障技术:AGV在进行搬运过程中需要避开障碍物并

选择最优路径,以提高工作效率和安全性。目前,研究者们结合图像识别、深度学习等技术,能够实现对环境中的障碍物的快速识别和预测,从而为AGV提供最佳的路径规划方案。

三、交互式控制和协作技术:在实际的物流系统中,多台AGV可能需

要协同工作,以完成复杂的搬运任务。为此,研究者们提出了基于无线通

信和分布式控制的协作策略,实现多台AGV之间的信息交换和协同工作,

从而提高整个物流系统的效率和灵活性。

四、自适应学习和智能优化技术:随着AGV的不断运行和积累经验,

研究者们提出了基于机器学习和智能优化的方法,使得AGV能够根据自身

的运行状况和环境的变化,自主进行学习和优化,以实现自适应的路径规

agv自动导引车工作原理

agv自动导引车工作原理

agv自动导引车工作原理

AGV自动导引车(Automated Guided Vehicle)是一种能够自主导航、自动执行任务的无人驾驶车辆。它利用先进的技术,包括激光导航、视觉感知和路径规划,使其能够在工厂、仓库、医院等环境中自动运行,完成物流运输、零件搬运等任务。

AGV的工作原理可以概括为感知、决策和控制三个阶段。

首先是感知阶段。AGV通过激光传感器、摄像头等设备实时感知周围环境,获取地面平面图、障碍物信息等。其中,激光传感器主要用于地面平面图的创建,通过发射激光束并接收反射激光束,计算出与目标物之间的距离和方向;摄像头则用于实时监控车辆周围的环境,识别交通标志、人员等。通过这些感知设备,AGV能够获取准确的环境信息。

接下来是决策阶段。AGV将通过感知得到的环境信息进行处理和分析,并根据预先设定的任务和规划算法,确定最优路径和行驶策略。这些规划算法包括最短路径算法、避障算法等,能够确保AGV在行驶过程中能够避开障碍物、快速到达目的地。

最后是控制阶段。基于决策阶段的计算结果,AGV会通过电机、传感器等装置进行实际行动。电机控制车辆前进、后退、转向等动作,传感器用于检测车辆状态和环境变化。通过实时控制和监控,AGV能够准确执行任务,并根据实时变化做出调整。

AGV的工作原理不仅仅是机械结构和传感器的结合,也依赖于先进的软件系统。这些软件系统包括路径规划算法、机器学习算法等,能够根据实际环境动态调整目标和策略,进一步提高AGV的运行效率和安全性。

总的来说,AGV自动导引车通过感知、决策和控制三个阶段,能够在工厂、仓库等环境中实现自主导航和自动执行任务。从而提高了物流运输和搬运的效率,减少了人力资源的投入。同时,AGV的工作原理也为我们今后自动化技术的发展提供了有益的指导和借鉴。

自动导引运输车(AGV)研究报告

自动导引运输车(AGV)研究报告

运行时分别控制四个车轮的转向和转速利用速 度矢量合成原理实现驾驶。这种AGV小车可实 现全方位行驶 5、舵轮(舵机)
安装法兰 旋转齿轮 行走轮 旋转伺服 电机 行走伺服 电机
八、AGV车运行控制系统 AGV车运行控制系统,也称为AGV地面管调 度系统。它包括AGV的任务管理、车辆管理、 交通管理、IO管理、通信管理、车辆仿真、 路径管理、图形监视等内容。 具有以下功能: 1:交通管制功能,可避免多台AGV运行时 在交叉及转弯“撞车”的现象,可以设置 多个管制区域。 2:实时动态显示AGV的位置信息。 3:在线远程控制功能,实时改变AGV的各 种参数。
课题难点 由于该项目对我部门而言,属于全新领 域,在以往的项目中,AGV核心部分都是由 承包商完成的,对AGV的认识、了解只是从 感观上及功能性了解,对于核心部分如: AGV寻迹系统、驱动系统、供电系统、控制 系统、车辆管理系统(调度系统)、通训系 统等并不撑握。AGV技术在汽车生产得到广 泛应用至今已有十多年的历史,而我们一切 都得从新开始做起,在短期内撑握上述知识 点,难度可想而知。所以我们要克服上述困 难就得不断的学习新技术、新知识来充产自 已。
5、惯性导航技术 采用陀螺仪检测AGV的方位角并根据从某一参考点 出发所测定的行驶距离来确定当前位置,通过与已 知的地图路线进行比较来控制AGV的运动方向和距 离,从而实现自动导向。 6、图像识别技术 采用图像识别技术2种方法,其一就是利用CCD系统 动态摄取运行路径周围环境图像信息,并与拟定的 运行路径周围环境图像数据库中的信息进行比较, 从而确定当前位置及对继续运行路线做出决策。这 种方法不要求设置任何物理路径,因此,在理论上 是最佳的柔性导向。

探究自动导引车(AGV)关键技术的现状及其发展趋势

探究自动导引车(AGV)关键技术的现状及其发展趋势

42

AUTO TIME

FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨

自动引导车属于一种以充电电池作为动力,实现动力自动引导的无人驾驶车辆。自动引导车在计算机的有效控制下,依照规定的线路来进行物料运输作业,可以实现更加精确的行走路径,并且可以在指定的地点进行停靠,有效完成了物资的取送以及自动充电等相关操作。AGV 自动引导车属于智能机器人的一个类型,在工业生产过程当中,对AGV 自动引导车的运用,又被人们称之为无人驾驶搬运车,对AGV 自动引导车的研究重点是针对工业生产当中可能面临的各个方面问题。比如AGV 自动引导车控制器的结构类型,高速无线通信技术以及电子地图线路的设定等。在近几年的发展过程当中,随着科学技术的发展速度不断加快,对AGV 自动引导车的重视程度越来越高,本文以工业运用为研究目标,对自动引导车展开了讨论和分析。

1 AGV 技术国内外发展现状

某汽车公司在1913年最早的AGV 自动引导车有效的运用,在汽车底盘的安装以及物料运输工作当中,充分展现出了AGV 自动引导车的优势。AGV 自动引导车上一代车型为有轨引导车,在上世纪50年代中期,英国人首先去掉了地面上的车体引导轨道,通过地板以下的埋线操作,构成了以电磁感应所组成的AGV 系统,1959年AGV 在工业生产

探究自动导引车(AGV )关键技术的现状及其发展趋势

田金锋

中国汽车工业工程有限公司 天津市 300113

摘 要: 本文重点针对自动引导车AGV 当中的关键性技术进行了分析和阐述,对自动引导车AGV 的关键性技术以

激光导航AGV车载控制系统设计与路径跟踪算法研究

激光导航AGV车载控制系统设计与路径跟踪算法研究

激光导航AGV车载控制系统设计与路径跟踪

算法研究

一、概述

随着科技的日新月异,人工智能(AI)和机器学习(ML)已经逐渐渗透到我们的日常生活中,而在物流、制造、医疗等领域,它们的应用更是日益广泛。在这些领域中,自动导引车(AGV)发挥着重要的作用,它们能够高效地完成各种复杂的任务,大大提高了生产力和效率。

传统的AGV导航方式往往依赖于复杂的环境传感器和人工编程,这不仅增加了系统的成本,还限制了其应用范围。为了解决这一问题,本文提出了一种基于激光导航的AGV车载控制系统设计与路径跟踪

算法的研究。该系统能够在无需人工干预的情况下,实现AGV的高效运输任务,并通过先进的路径跟踪算法,确保车辆的稳定运行。

我们将详细介绍激光导航AGV车载控制系统的设计与实现细节,为相关领域的科研人员和工程师提供有价值的参考与借鉴。

1. 激光导航AGV的发展背景与现状

随着科技的不断发展,物流自动化和智能化已经成为行业发展的重要趋势。在这个大背景下,激光导航AGV(自动导引运输车)作为一种先进的搬运设备,因其具有高精度、高灵活性和高效率的特点,

在国内外物流领域得到了广泛应用。

在传统的人工搬运方式中,人力劳动强度大,工作效率低下,且容易出现误操作。为了提高物流运作的自动化水平,减少人力成本,自20世纪90年代以来,各国开始研究和发展自动化搬运系统。激光导航AGV作为一种新兴的技术手段,其发展速度迅速,已成为现代物流配送领域的重要组成部分。

激光导航AGV已经在许多国家和地区得到应用,如美国、德国、日本等。激光导航AGV的研究和应用也取得了显著的进展,在机械制造、纺织服装、食品加工、电子电器等行业得到了广泛应用。

叉腿式激光导航AGV技术方案

叉腿式激光导航AGV技术方案

叉腿式激光导航AGV技术方案

一、技术简介

叉腿式激光导航AGV是一种自动导航运输设备,可在工业生产线或仓

库等场景中完成物料的搬运和运输任务。该技术方案采用激光导航系统,

通过激光传感器实时感知环境,同时配合先进的控制系统完成路径规划和

导航功能。

二、系统组成

1.车体结构:叉腿式激光导航AGV采用叉腿结构设计,可根据不同的

载重需求进行定制。车身结构坚固稳定,可承受重负荷并保持平衡。

2.激光导航系统:激光传感器安装在AGV车身上,用于感知周围环境。激光束扫描区域,通过测量与障碍物之间的距离和角度等信息,实现建图

和定位功能。

3.控制系统:控制系统采用先进的计算机控制器,负责路径规划、导

航和任务执行等功能。通过与激光导航系统进行通信,实现实时的位置更

新和路径调整。

4.储物系统:AGV车身上可根据需求进行储物货架的定制,以适应不

同物料的搬运任务。储物系统可根据需要进行开闭式设计,方便装卸货物。

三、技术原理

1.激光扫描与感知:激光传感器通过扫描周围环境,获取障碍物的位

置和形状等信息。通过反射光的时间和角度等参数计算出障碍物与AGV的

相对位置,建立地图,更新AGV的位置。

2.路径规划与导航:控制系统根据地图信息和任务需求,通过算法计算最佳路径。导航系统根据路径规划结果,指导AGV完成精确的导航,避开障碍物,保证安全和高效运输。

3.任务执行:控制系统根据任务需求,控制AGV进行物料的搬运和运输。AGV根据导航系统的指令,自动前进、停止、转弯等动作,精确完成任务。

四、技术优势

1.高精度定位:激光导航系统配合优化的算法能够实现高精度的位置定位,确保AGV能在复杂环境中准确导航。

agv激光导航工作原理

agv激光导航工作原理

agv激光导航工作原理

AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引车)的激光导航工作原理是基于激光测距原理和地标识别技术。下面是其工作原理的详细描述:

1. 激光测距原理:AGV上搭载了一种称为激光测距传感器的设备,它会发射一个激光束并接收反射回来的激光束。激光传感器可以测量激光距离的时间差,并使用光速及物体到传感器的距离计算得出物体的准确距离。

2. 地标识别技术:在AGV所要运行的区域内,会事先设置一些特殊的标志物或地标,例如二维码、条形码、反光标志等。激光传感器会扫描周围环境,并识别这些地标的位置和信息。

3. 导航算法:AGV使用内置的导航算法来确定自身的位置和目标位置之间的最佳路径。该算法会结合激光传感器测得的环境地标信息,从而确定AGV应该继续移动的方向和距离。通过一系列的计算和决策,该算法可以实现AGV的自主导航和避障功能。

总结起来,AGV的激光导航工作原理就是通过激光测距和地标识别技术,结合导航算法,实现AGV在指定区域内的自主导航和避障功能。

AGV导航与路径规划算法的研究与优化

AGV导航与路径规划算法的研究与优化

AGV导航与路径规划算法的研究与优化

导语:

自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)作为一种重要的物流设备,在物流行业中发挥着重要的作用。其中,导航与路径规划算法是AGV运行的关键。本文旨在研究和优化AGV导航与路径规划算法,提高AGV的运行效率和准确性。

一、AGV导航技术的概述

AGV导航技术是指通过传感器和控制系统等装置,使AGV能够在工作区域内精准地导航运行的技术。目前常见的AGV导航技术主要包括激光导航、视觉导航和磁导航等。

1. 激光导航

激光导航是最常用的AGV导航技术之一。它通过激光器发射激光束,并利用反射光进行定位。激光导航的优点是定位准确,适用于复杂环境下的导航,但其设备成本较高。

2. 视觉导航

视觉导航是利用相机和图像处理技术来实现AGV定位的一种导航技术。通过识别场景中的特征点或者标记物,AGV可以准确地进行导航。视觉导航的优点是成本相对较低,但在光照条件不好或者场景复杂时容易受到干扰。

3. 磁导航

磁导航是通过在地面埋设磁带或者磁钉等磁性物质,使AGV通过磁传感器来实现导航。磁导航的优势是导航稳定性高,但需要提前铺设磁性物质,增加了布线成本。

二、AGV路径规划算法的研究与优化

AGV路径规划算法是指通过特定的算法和规则,在给定的工作环境下确定AGV运动的最佳路径。路径规划算法的优劣直接影响到AGV运行的效率和安全性。目前常见的AGV路径规划算法主要包括A*算法、Dijkstra算法和遗传算法等。

1. A*算法

A*算法是一种启发式搜索算法,它通过评估当前状态下的代价和预估的目标代价来选择最佳路径。A*算法具有较高的搜索速度和路径可靠性,是目前应用较广泛的AGV路径规划算法之一。

agv激光导航原理

agv激光导航原理

agv激光导航原理

AGV激光导航原理。

AGV(Automated Guided Vehicle)是一种自动引导车,它可以

根据预先设定的路线和程序,自主地在工厂、仓库等场所进行运输、搬运等工作。而AGV的激光导航技术则是AGV实现自主导航的重要

技术之一。下面我们就来详细了解一下AGV激光导航的原理。

激光导航原理主要包括地标定位、地图构建和路径规划三个部分。首先是地标定位,AGV通过激光雷达扫描周围环境,识别地标

并确定自身位置。地标可以是反光柱、二维码、条形码等,AGV通

过识别这些地标来确定自己的位置和朝向。其次是地图构建,AGV

利用激光雷达扫描周围环境,将扫描到的地标和障碍物信息转化为

地图,以便后续的路径规划和行驶。最后是路径规划,AGV根据地

图信息和任务要求,利用算法规划出最优的路径,并实时调整路径

以应对环境变化。

激光导航原理的核心在于激光雷达。激光雷达是AGV激光导航

系统的“眼睛”,它可以360度全方位扫描周围环境,获取地标、

障碍物等信息。激光雷达通过发射激光束,然后测量激光束经过的

时间和距离,从而得到周围环境的信息。激光雷达具有高精度、高分辨率、远距离探测等优点,能够满足AGV对环境信息的高要求。

除了激光雷达,AGV激光导航系统还包括传感器、控制器等部件。传感器用于检测车辆周围的障碍物、地标等信息,控制器则根据传感器获取的信息进行数据处理、路径规划等操作。整个系统通过激光雷达获取环境信息,通过传感器获取车辆状态信息,再经过控制器处理和决策,最终实现AGV的自主导航。

总的来说,AGV激光导航原理是通过激光雷达获取环境信息,再经过地标定位、地图构建和路径规划等步骤,最终实现AGV的自主导航。激光雷达作为核心部件,具有高精度、高分辨率等优点,能够满足AGV对环境信息的高要求。而整个系统通过传感器和控制器的配合,实现了对车辆状态和环境信息的获取和处理,最终实现了AGV的自主导航功能。

agv激光导航原理

agv激光导航原理

agv激光导航原理

AGV即自动引导车(Automated Guided Vehicle),是指在工业生产

领域中用于自动搬运和运输物品的无人驾驶车辆。激光导航是AGV实现自

主导航的一种常见技术,下面将详细介绍AGV激光导航的原理。

一、激光导航的基本原理

激光导航基于激光测距原理,利用激光器发射一束激光,并通过接收

器接收激光反射回来的信号,通过计算反射信号的时间差,进而计算出AGV与目标点之间的距离。结合预先建立好的导航地图,AGV可以根据所

测得的距离数据进行定位和行驶。

二、AGV激光导航的实现步骤

1.导航地图建立:首先需要对AGV要工作的区域进行导航地图的建立。一般来说,可以利用激光测距仪进行扫描,将地图中的障碍物进行测量和

标记,构建出一个二维的地图。这一步是激光导航的关键,也是后续路径

规划和行驶中的重要依据。

2.路径规划:在导航地图建立完毕后,需要利用路径规划算法确定AGV到达目标点的最佳路径。常见的路径规划算法有A*算法、Dijstra算法、Q-learning等。

3.激光扫描:AGV根据导航地图进行自主导航时,需要不断的进行激

光扫描,获取环境中的障碍物信息。AGV通过激光测量障碍物到AGV的距

离和方位,随后将数据传输给控制系统进行处理。

4.数据处理和定位:激光采集的障碍物信息通过控制系统进行处理、解析和计算。根据预先建立的导航地图信息,通过计算AGV与障碍物之间的相对位置,进而实时计算并更新AGV的当前位置。

5.路径规划和路径调整:AGV基于当前位置和目标点位置进行路径规划。通过计算,确定下一步行驶的最佳路径和方向。当环境发生变化时,AGV需要重新进行路径规划和路径调整。

AGV自动导航技术的发展与创新

AGV自动导航技术的发展与创新

AGV自动导航技术的发展与创新AGV(Automatic Guided Vehicle)是一种能够自主进行导航和操作

的无人驾驶车辆。随着科学技术的不断发展与创新,AGV自动导航技

术也越来越成熟和广泛应用。本文将从AGV自动导航技术的发展历程、技术原理和应用创新等方面进行论述。

一、AGV自动导航技术的发展历程

AGV自动导航技术的发展可以追溯到20世纪50年代初期,那时候的AGV主要是通过线缆和磁条进行导航。随着计算机技术的快速发展,70年代末期出现了基于自然引导方法的AGV,即通过摄像头和视觉识

别技术来辨别路标或地标进行导航。然而,由于计算机视觉技术的限制,这种方法在复杂环境下表现欠佳。

二、AGV自动导航技术的原理

在现代AGV自动导航技术中,主要采用了激光雷达、红外传感器、超声波传感器等传感器技术,配合SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法实现自主导航。其中,激光雷达是最为常用和成熟

的传感器之一。它能够通过发射激光束并测量其返回的时间来获取周

围环境的三维信息,从而构建地图并实现自主导航。此外,红外传感

器和超声波传感器主要用于避障和距离测量,为AGV提供必要的环境

感知能力。

三、AGV自动导航技术的创新应用

随着AGV自动导航技术的不断创新与发展,其应用范围也得到了

不断扩大。下面将从工业制造、物流配送和医疗领域三个方面进行具

体阐述。

1. 工业制造领域

在工业制造领域,AGV自动导航技术可以实现生产线上的物料搬运、装配工具的自动取放和设备的自动监控等功能。通过与生产线上

相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

自动导航车(AGV)的激光引导技术研究

浙江大学城市学院自动化1003班蔡刚刚

摘要:本文主要介绍了AGV引导的方式,尤其是激光引导AGV系统原理及控制原理。通过对系统功能的介绍和突出特点的归纳,不仅可以看出技术上的先进性,更重要的是能看到系统管理思想的科学性,系统构成的周密性,系统运行的协调性。

关键词: AGV; 激光引导; AGV控制原理

AGV laser guidance technology research

CAI Gang-gang

Abstract: This paper mainly introduces the AGV lead the way, especially the laser guide AGV system theory and control theory. Through analyzing the system function and the prominent characteristics of induction, we can see not only the advanced nature of technology, more important is to see the system management of scientific thinking, system structure thorough, system coordination.

Key words: AGV; laser system; AGV control theory

引言:自动导航小车(AGV)是指装备有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有小车编程与停车装置、安全保护以及各种移载功能的运输小车。近年来随着现代物流以及相关技术在我国高速发展,AGV已广泛应用于物流系统和柔性制造系统中,其高效、快捷、灵活,大大提高了生产自动化程度和生产效率。

本文所研究的AGV位于一个数字化车间中,采用激光引导方式,可在导引区内精确定位,并能根据要求任意改变其运行路径,从而数字化车间物料自动搬运。

激光引导的原理及特点

1.AGV引导方式简介

目前,引导方式有很多种,但并非所有的方法都可以在AGV系统中应用,除了激光引导外,AGV通常还可以采用一下几种引导方式:

(1)电磁引导

在AGV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,可以想象,图像识别技术与激光引导技术相结合将会为自动化工程提供意想不到的可能,如引导的可靠性,行驶的安全性。智能化的记忆识别等都将更加完美。

2.激光引导原理

激光引导是在九十年代中期开始采用的先进的引导方式,是除GPS外唯一不需要地面处理的引导方式,激光引导AGV小车采用激光扫描器和预先在AGV小车运行区域周围布置好位置的反光板作为激光定位所需的基础环境。激光引导AGV 小车的导航系统有静态位置计算模式和在运动状态下持续动态位置的计算两种计算模式,下面分别进行分析。

(1)AGV小车静态位置计算模式:

当小车第一次进入系统,AGV小车的当前位置不知道时,要进行初始位置计算,通过比较一些已知反光板的已知方位,小车控制器中的导航模块计算出小车的位置。

1)初始化静态位置计算需要的条件:小车静止;激光扫描器能找到至少三个的反光板的方位;反光板的位置已知。

2)初始化静态位置计算的原则和方法:

①最后知道的位置优先

如在激光扫描器旋转一周中捕捉到的小车方位与最后知道的期望方位相匹配,则这个位置就可作为当前位置,如果没有储存最后知道的位置或匹配发生错误,则采取下面的定位方法。

②采用激光定位算法

激光扫描器旋转一圈,三个分布较好的方位被选择,通过计算可确定出小车在坐标系统中的位置,如位置正确,则余下的大部分可测量的方位与已知的放光板相匹配。

反光板应放在操作区合适的位置处,并且放光板对AGV的运行路线来说应尽量呈三角形排列。

(2)AGV小车在运动状态下持续动态位置计算模式

当初始化位置计算结束后,小车就开始运动,在运动的过程中,小车需要进行持续位置计算。下面采用位姿估算矫正法进行分析。这种估算法的数学运动模型是以“位姿估算”为基础的。它利用小车当前运行的速度、转向的角度、间隔时间等参数对下一位置进行估算,计算出的是相对于前一位置的新位置。

当小车进行完毕初始化位置计算,则导航模式自动切换到另外的操作模式——持续位置计算,当小车运动时采用这个模式,激光导航模块将预期的假象位置与实际的小车位置到放光板的方位结合起来决定小车的位置。

通过从小车控制模块传来的当前小车的速度、转向和测量的小车到放光板的方位,就可以计算小车的位置。作为首要条件,小车的最初X,Y位置必须知道,然后每50ms进行一次位置计算。

3.激光引导A VG的特点

激光引导是目前AGV系统中普遍采用的引导方式,根据它的引导原理,AGV 小车在引导区中可自由行走并精确定位;在导航范围内,小车的行走路径可根据实际要求随时改动,可充分发挥AGV的柔性,提高生产效率。有许多系统需要在

相关文档
最新文档