电磁导航式智能车控制系统研究
自动导引小车AGV的结构设计及自主移动规划
自动导引小车AGV的结构设计及自主移动规划一、概述自动导引小车(AGV,Automated Guided Vehicle)是一种具备自主导航、定位、移动、避障以及作业执行等功能的智能移动设备。
在现代工业生产和物流领域,AGV以其高效、灵活、精确的特点,被广泛应用于物料搬运、仓储管理、生产线自动化等场景,有效提升了生产效率和物流管理水平。
AGV的结构设计是其实现自主移动和作业功能的基础。
一个典型的AGV通常由车身、驱动系统、导航系统、传感器系统、控制系统以及作业执行机构等部分组成。
车身是AGV的承载平台,驱动系统负责提供动力并实现移动,导航系统确保AGV能够按照预设路径或指令进行自主导航,传感器系统用于感知周围环境并实现避障,控制系统则负责协调各部分的工作,实现AGV的自主移动和作业执行。
自主移动规划是AGV实现高效、准确移动的关键。
AGV需要通过路径规划算法,根据任务需求、环境信息以及自身状态,规划出最优的移动路径。
同时,AGV还需要具备实时避障能力,能够在遇到障碍物时及时调整移动路径,确保安全、顺畅地完成作业任务。
对AGV的结构设计及自主移动规划进行研究,不仅有助于提升AGV的性能和稳定性,还有助于推动工业生产和物流领域的自动化、智能化发展。
本文将从AGV的结构设计和自主移动规划两个方面进行深入探讨,为AGV的研发和应用提供有益的参考和借鉴。
1. AGV的定义与功能自动导引小车(Automated Guided Vehicle,简称AGV)是一种装备有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的路径自动行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
AGV是现代物流系统中的一种高效、灵活、智能的运输设备,广泛应用于制造业、仓储业、港口、机场等领域。
运输功能:AGV能够根据系统指令,自动将物料或产品从起点运输到终点,完成物料的搬运工作。
AGV的载重能力可以根据实际需求进行选择,从几百公斤到几吨不等。
导航功能:AGV通过内置的导航系统,如激光导航、电磁导航、视觉导航等,实现精确的路径规划和跟踪。
基于时效优先的AGV路径规划及其实时自定位技术研究
一、立论依据课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值课题来源与国内某研究所合作项目。
选题依据和背景情况自动导航车(Automated Guided Vehicles,AGV)又名无人搬运车,出现于20世纪50年代,是一种自动化的无人驾驶的智能化搬运设备,属于移动式机器人系统,能够沿预先设定的路径行驶,是现代工业自动化物流系统如计算机集成制造系统(CIMS)中的关键设备之一。
AGV 具有灵活性、智能化等显著特点,可以方便地重组系统,达到生产过程的柔性化运输。
与传统的人工或半人工的物料输送方式相比,AGV系统减轻了劳动强度,降低了危险性,提高了生产效率,在各行各业均可发挥重要作用。
1954年,美国Barrett Electronics公司研制出来的感应制导式电瓶牵引车就是最早问世的自动导向小车。
六十年代末、七十年初AGVS(Automated Guided Vehicles System)在西欧许多国家得到了迅速发展,但应用领域仍局限于仓库内的物品运输。
七十年代中,1974 年瑞典的Volvo Kalmar 轿车装配工厂,采用多台AGVS 组成了汽车装配线,从而将AGVS 的应用扩展到工业生产领域。
八十年代,美国General Motors开始在汽车生产中大量应用AGVS,从而推动了AGVS在世界各个领域的广泛应用。
在国外,地铁站、车站已广泛应用了AGV,AGV的使用即能解决运输货物混乱的情况,又可提高运输的能力。
同时,AGV 应用于机械、电子、纺织、造纸、卷烟、食品等行业,是建设无人化车间、自动化立体仓厍,实现仓储物流自动化管理的最佳选择。
装配作业是AGV 应用最广的地方,特别是汽车的装配作业。
在西欧各国,用于汽车装配的AGV 占整个AGV数量的57%,德国用于汽车装配的AGV占整个AGV数量的64%。
近年来,电子工业是AGV的新兴用户。
由于生产的多品种、小批量的要求,AGV比传统的带式输送机具有更大的柔性。
基于电磁场检测的智能车及归一化算法应用
基于电磁场检测的智能车及归一化算法应用作者:朱敖天来源:《电脑知识与技术》2018年第01期摘要:设计了一种根据电磁信号引导自主循迹行驶的智能车。
介绍了根据电磁感应原理检测道路中的变化磁场强度,实现小车对位置的确定和对路径的识别。
该设计选取32位微控制器MK60为控制芯片,设计优化硬件电路,尤其保证电磁采集放大电路的可靠稳定,单片机根据传感器采集的电磁信号通过A/D转换进行分析处理,同时对所得数据进行软件滤波,再利用归一化算法实现对小车精确的控制,提高了该智能车对不同复杂程度的赛道的适应性。
关键词:自主循迹;电磁场导航;硬件电路;归一化算法;软件滤波中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)01-0240-02Abstract: The design of an intelligent vehicle Based on the electromagnetic signal of self-tracking driving guide. According to the principle of electromagnetic induction, the change of the magnetic field intensity in the road is determined, and the location of the car and the recognition of the path are realized. This design selects 32-bit microcontroller MK60 as the control chip, the hardware circuit design optimization, especially to ensure reliable stable electromagnetic acquisition amplifier circuit, microprogrammed control unit analyzes the electromagnetic signals collected by the sensor through A/D transformation, and the software filter on the data, then using the normalization algorithm to achieve precise control of the car, to improve the adaptability of the smart car on the track with different levels of complexity.Key words: self-tracking; electromagnetic navigation; hardware circuit; normalization algorithm; software filtering1 引言在如今的汽车行业中,电子技术的应用程度已成为衡量汽车技术水平的重要标志之一,这也促进了自动循迹智能车技术的不断发展[1],智能车辆已经广泛应用于多个领域,成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力,许多的发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中[2]。
电磁导航式智能车控制系统研究
a n d s t u d y o b j e c t .Th e i n d u c t a n c e c o i l a n d o p e r a —
t i o na l a mpl i f i e r c o mp on e n t s s e l e c t i on a n d c i r c u i t de s i gn i s d i s c us s e d i n d e t a i l ;t h e s e ns o r l a y ou t me t ho ds o n t he i nf l ue n c e t o t he pr e c i s i o n of de t e c — t i o n i s e s s e n t i a l a na l y z e d, a k i nd of“p i e c e wi s e i n— t e r po l a t i on l a be l ”d i r e c t i on c o nt r o l s c h e me i s pu t
度 和可靠 性 高的特 点 。传感 器输 出信号 为连续 的模
拟 信号 , 易 于实现 智能 车巡线 的精 确控 制 , 更 有 益于
增 进高 校学 生对智 能 车 的研 究 与探索 。
关键 词 : 智 能车 ; 传感 器 ; 电磁导航 ; 分 段插值
中图分 类 号 : TP 2 4 2 . 6
Co nt r o l Sy s t e m
H OU Da i—po , KO NG Li n —l i n , W ANG Sh uo YANG Che n g 1, HAN Zh i—x i n
AGV
自动导引运输车AGVAGV是自动导引运输车(Automated Guided Vehicle)的英文缩写,又名无人搬运车,自动导航车,激光导航车。
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,具有安全保护以及各种移载功能的运输车,AGV属于轮式移动机器人(WMR――Wheeled Mobile Robot)的范畴。
其显著特点的是无人驾驶,AGV上装备有自动导向系统,可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶,将货物或物料自动从起始点运送到目的地。
如今,AGV成了现代自动化物流系统中的关键设备之一,以电池为动力,装备有电磁或光学等自动导航装置,能够独立自动寻址,并通过计算机系统控制完成无人驾驶及作业。
自动引导搬运车是当今柔性制造系统和自动化仓储系统中物流运输的有效手段,也是在物流领域中首推的简单有效的自动物料运输方式。
无人驾驶的电动车通过运用自动运输系统搬运货物,并能在互不干扰的情况下将货物高效可靠地送达目的地。
作为物流设备领域中的新兴设备,自动引导搬运车的使用极大的减轻了人们的劳动强度,提高了物流运作效率和服务质量,降低了物流成本。
AGV以电池为动力,并装有非接触导航(导引)装置,可实现无人驾驶的运输作业。
它的主要功能表现为能在计算机监控下,按路径规划和作业要求,精确地行走并停靠到指定地点,完成一系列作业功能。
AGV以轮式移动为特征,较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。
与物料输送中常用的其他设备相比,AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。
因此,在自动化物流系统中,最能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产,所以人们形象地把AGV称作是现代物流系统的动脉。
AGV 优势∙自动化程度高:由计算机,电控设备,激光反射板等控制。
∙充电自动化:当AGV小车的电量即将耗尽时,它会向系统发出请求指令,请求充电,在系统允许后自动到充电的地方“排队”充电。
汽车行业智能驾驶辅助系统开发与应用方案
汽车行业智能驾驶辅助系统开发与应用方案第一章概述 (2)1.1 项目背景 (2)1.2 项目目标 (2)1.3 技术发展趋势 (3)第二章智能驾驶辅助系统概述 (3)2.1 系统定义 (3)2.2 系统功能 (4)2.3 技术架构 (4)第三章系统需求分析 (4)3.1 功能需求 (5)3.1.1 系统概述 (5)3.1.2 功能需求详细描述 (5)3.2 功能需求 (5)3.2.1 系统响应时间 (5)3.2.2 系统精度 (6)3.3 可靠性需求 (6)3.3.1 系统稳定性 (6)3.3.2 系统抗干扰能力 (6)3.3.3 系统冗余设计 (6)第四章系统设计 (6)4.1 系统架构设计 (7)4.2 关键技术设计 (7)4.3 软硬件接口设计 (7)第五章感知技术与应用 (8)5.1 感知技术概述 (8)5.2 感知设备选型 (8)5.3 感知数据处理 (8)第六章控制策略与决策算法 (9)6.1 控制策略设计 (9)6.1.1 设计原则 (9)6.1.2 控制策略框架 (9)6.2 决策算法实现 (10)6.2.1 算法概述 (10)6.2.2 算法实现 (10)6.3 算法优化与验证 (10)6.3.1 算法优化 (10)6.3.2 算法验证 (10)第七章系统集成与测试 (10)7.1 系统集成流程 (11)7.2 测试方法与工具 (11)7.3 测试结果分析 (12)第八章安全性与可靠性评估 (12)8.1 安全性评估标准 (12)8.1.1 符合国家标准与法规要求 (12)8.1.2 功能安全等级划分 (12)8.1.3 故障树分析(FTA) (12)8.1.4 风险评估 (13)8.2 可靠性评估方法 (13)8.2.1 故障模式与效应分析(FMEA) (13)8.2.2 可靠性试验 (13)8.2.3 可靠性指标分析 (13)8.2.4 维护性与维修性分析 (13)8.3 安全性与可靠性提升措施 (13)8.3.1 强化硬件设计 (13)8.3.2 优化软件设计 (13)8.3.3 完善故障诊断与处理机制 (13)8.3.4 强化安全性与可靠性测试 (13)8.3.5 加强售后服务与维护 (14)第九章产业化与市场推广 (14)9.1 产业化路径规划 (14)9.2 市场分析 (14)9.3 推广策略 (14)第十章总结与展望 (15)10.1 项目成果总结 (15)10.2 技术发展趋势展望 (15)10.3 未来研究方向与建议 (16)第一章概述1.1 项目背景科技的飞速发展,智能化、网络化已成为各行各业转型升级的重要趋势。
一文读懂AGV关键技术现状及发展趋势
一文读懂AGV关键技术现状及发展趋势AGV ( Automatic Guided Vehicle)即自动导引小车,它是一种以电池为动力,装有非接触导向装置和独立寻址系统的无人驾驶自动化搬运车辆。
其系统技术和产品已经成为柔性生产线、柔性装配线、仓储物流自动化系统的重要设备和技术。
一、 AGV系统AGV控制系统分为地面(上位)控制系统及车载(下位)控制系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备,主要负责任务分配,车辆调度,路径(线)管理,交通管理,自动充电等功能;车载控制系统在收到上位系统的指令后,负责AGV的导航计算,导引实现,车辆行走,装卸操作等功能。
系统硬件配置如图6-1所示:AGV系统硬件配置二、 AGV的关键技术及发展概况曾有国外专家对AGV控制系统需解决的主要问题做了恰当的比喻:Where am I?(我在哪里?)Where am I going?(我要去哪里?)How can I get there?(我怎么去?),这三个问题归纳起来分别就AGV控制系统中的三个主要技术:AGV的导航(Navigation),AGV的路径规划(Layout designing),AGV的导引控制(Guidance)。
1. AGV的导航技术AGV之所以能够实现无人驾驶,导航和导引对其起到了至关重要的作用,随着技术的发展,目前能够用于AGV的导航/导引技术主要有以下几种:1) 直接坐标(Cartesian Guidance)用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小区域,通过对小区域的计数实现导引,一般有光电式(将坐标小区域以两种颜色划分,通过光电器件计数)和电磁式(将坐标小区域以金属块或磁块划分,通过电磁感应器件计数)两种形式,其优点是可以实现路径的修改,导引的可靠性好,对环境无特别要求。
缺点是地面测量安装复杂,工作量大,导引精度和定位精度较低,且无法满足复杂路径的要求。
2) 电磁导引(Wire Guidance)电磁导引是较为传统的导引方式之一,目前仍被许多系统采用,它是在AGV的行驶路径上埋设金属线,并在金属线加载导引频率,通过对导引频率的识别来实现AGV的导引。
智能汽车自动驾驶的控制方法分析
能智造与信息技术智能汽车自动驾驶的控制方法分析王相哲(电子科技大学四川成都611730)摘要:自动驾驶汽车科技属于一类运用人工智能、视觉技术、雷达监控等科技完成无人驾驶的智能汽车把控科技,可以依照道路状况,自动对车辆开展运作,进一步打造高效合理的控制方式。
但是在当前,受到传感设备及把控体系等要素的制约,当前所运用的汽车自动驾驶科技还存在一定的缺陷。
例如,出现自动驾驶汽车故障而导致事故出现的案例,便是把控体系对危险认知不清的缘故造成的。
因此,对智能汽车自动驾驶的控制方法进行分析,具有重要的实践意义。
基于此,本文对智能汽车自动驾驶的控制方法进行研究,以供参考。
关键词:智能汽车自动驾驶现状分析控制方法中图分类号:U463.9文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)02(b)-0136-03随着我国社会经济快速发展,国民的生活水平显著提升,对汽车的需求逐年激增。
现如今,各大车企对于中国市场的竞争愈加激烈,呈现了电动化、网联化、智能化、共享化的“新四化”发展趋势,“互联网+汽车”模式逐渐兴起,智能汽车受到广泛关注。
可以预见,未来的一段时间内,智能化将是汽车行业发展的着力点和风向标[1]。
本文就智能汽车中如何实现自动驾驶控制方法进行分析,旨在提高公众对自动驾驶技术的了解。
1汽车自动驾驶的相关概述1.1研究背景近年来,自动驾驶科技从观念策划之间向现实运用层次稳步过渡,也有很多公司及员工加入到自动驾驶科技的探究进程中来。
自动驾驶概念出现已久,但是自动驾驶行业却鲜为人知。
20世纪80年代,无人车Naclab-1首次完成无人驾驶实验,之后,该型号车辆被运用在厢式货车上开展探究,无人车道路试验的相关法律如雨后春笋般出现。
之后,针对自动驾驶的探究渐渐走入大众视野。
2009年,自动驾驶汽车的照片广为流传,自动驾驶开始受到注重。
结合计算机工作的稳固性质及高科学性,能够与自动驾驶科技开展一定的结合,并进一步缩减由于驾驶因素引起的事故数量,与之相结合的车辆和基本设备互联科技也会经过车云交互,进一步缩减交通堵塞的状况出现。
自动导引车AGV的种类及导航方案分析
DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.01.065自动导引车AGV 的种类及导航方案分析廖雯涓(广州市西克传感器有限公司㊀广东㊀510623)摘要:自动导引车近几年的应用日渐广泛,无论是在高度自动化的汽车行业还是原来主要依靠人力的物流行业都能见到AGV 的身影㊂本文主要针对AGV 的车型种类,导航方式以及安全方案进行简单地分析与介绍㊂关键词:导引车;AGV ;导航方案中图分类号:TP23;TP212.13㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)01-0066-02㊀㊀1㊀自动导引车的背景介绍自动导引运输车 AGV (Automated Guided Vehicle)是可根据预先规划的路径行走,可自主完成搬运任务的自动运输车㊂早在20世纪50年代第一台AGV 就已经诞生,由一辆牵引式拖拉机改造而成,并且带有车兜,可沿着仓库空中固定的运输线完成搬运的工作㊂后来因其是可充电的且无人驾驶的小车,并且可根据编程以及定位情况对路线进行改变以及扩展,被美国物料研究所定义为AGV㊂20世纪70年代,AGV 的导引技术是靠感应埋在地下的导线产生的电磁频率,其通过打开或关闭导线中的频率,可引导AGV 沿着预设的路径行驶㊂随着科技的发展,在20世纪80年代末,无线试导引技术被引入到AGV 系统中,通过激光和惯性导航大大提高了AGV 系统的灵活性和准确性,这使AGV 具有了更多样化的导引方式㊂从20世纪80年代末到现今,AGV 已成为生产物流系统中最大的专业分支之一,随着产业的发展,将会成为物流㊁智能生产中不可或缺的重要组成部分㊂1.1AGV㊂自动导引车的技术为全自动AGV 技术,优点在于几乎不需要人工干预,可独立完成某项搬运装卸工作,并且因实际的搬运任务有所不同,因此车型的种类也有着诸多不同的类型㊂另外导航的方式,路径规划复杂多变,可应用在几乎所有的搬运场合㊂1.2RGV㊂RGV 为有轨制导车辆(Rail Guided Vehicle)的英文缩写,与AGV 相比,RGV 其中的一大特点为导航方式的不同,RGV 主要应用在立体自动化仓库,可沿着预先铺设好的轨道移动㊂其优点在于可灵活穿梭于各种类高密度的立体仓库中,在灵活进行各种操作的同时,大大提高了仓库的整体存储量㊂1.3AGC㊂AGC 为简易型的AGV 技术,其全称为Auto-mated Guided Cart,这类的车型与AGV 相比更注重在路径以及流程的规划上,因AGC 通常只用来进行搬运的操作而不会刻意强调小车自身的自动装卸功能,在导航方面多会采用门槛较低的磁带导航方式㊂此外,一般的AGC 生产企业为了能更好的控制成本,更加倾向于选用简单的功能器件㊂1.4协作机器人㊂协作机器人原为可与人类在同一空间近距离互动工作的机器人,因大部分工业类机器人的设定都是在固定有限的区域内进行作业,不需要考虑与人类进行近距离互动,而对于写作机器人来说,在协作的同时确保与人类的配合以及保护人员安全也是协作机器人需要考虑的机能㊂现如今在AGV 导引车上搭载协作机器人也是一个较新的领域,其优点在于通过AGV 的移动,协作机器人可移动到不同的工作地点进行操作,而上方搭载的协作机器人在自动进行工作的同时也能更好地配合人类协同作业㊂2㊀自动导引车的车型介绍不同的自动导引车具有不同的功能,如搬运物料,服务上菜 按照功能划分,目前大部分AGV 可分为以下7类:潜伏式,背负式,叉车式,牵引式,重载式,服务类,特种类㊂2.1潜伏式AGV㊂潜伏式AGV 通常可自由穿梭在厂区的料架下方,并通过车身上的顶杆将料架勾起,并通过AGV 的移动可将料架搬运到指定位置㊂其车身高度普遍较低,因为需要在有限的高度,空间及缝隙中自由穿梭㊂另外潜伏式AGV 在空载时通过选择最近的路径返回,可有效地提升周转效率㊂2.2背负式AGV㊂背负式AGV 与潜伏式AGV 的区别在于,需要搬运的料架㊁托盘㊁料箱等货物可直接放置在车体上进行搬运㊂因此这类的车型也需要更加注意在行驶过程中对障碍物的探测,紧急制动以及防滑缓冲等㊂2.3重载式AGV㊂重载AGV 与背负式AGV 十分类似,但因其搬运的物品重量通常超过10吨,这也代表着AGV 的技术达到国际标准㊂这类的AGV 多应用与仓储㊁港口㊁制造㊁机场等场所㊂随着自动化物流水平提高,重载AGV 在有效地降低人员劳动强度的同时,可提高搬运效率缩短物流周期㊂2.4牵引式AGV㊂牵引式AGV 与潜伏式AGV 有着异曲同工之妙,其共同点在于车体本身无需承载货物的重量,而是通过引导牵引的方式将实现搬运物品的操作㊂牵引式AGV 利用车体尾端牵引棒的自动升降,可挂接或脱离料车,在通道中进行往返搬运的运动,用途广泛㊂㊃66㊃2.5叉车式AGV㊂叉车式AGV与先前的4类车型有着较大的不同点,前4类AGV更倾向于AGC可实现将货物进行点对点搬运的较为简易的操作㊂而叉车式AGV除了对物品进行搬运,还需对物品进行定位㊂叉车式AGV可运用于各种复杂路径中,货叉的举升高度可灵活且精确的定位,并实现对托盘的抓取㊂2.6服务类AGV㊂先前提到的5类AGV主要应用在工业生产环境,而服务类AGV则更贴近日常㊂这类的AGV多以服务人类或配合人员进行简单服务为主㊂例如上菜机器人,通过上方的视觉导航可识别天花板的地标,从而定位目标位置,当到达固定位置后由服务人员配合上菜,优点在繁忙时段可提高上菜效率㊂另外,服务类机器人在酒店中的应用也十分广泛,它可自动上下电梯并到达指定房间完成配送任务,大大提升了配送效率㊂3㊀自动导引车的导航方案关于自动导引车的导航方式无疑使AGV最核心的技术之一,通过采集AGV自身的数据和周围的环境可对车体自身定位以及进行路径规划㊂根据不同的应用,AGV的导航种类也十分不同㊂现今主要的导航方式可大致分为两种,一种为有轨导航,另一种为无轨导航㊂第一种有轨导航也可称为路径规划导航,这类的导航方式以磁条导航,荧光导航居多,车体可沿着在地面上预先铺设好的道路行驶,优点在于对导航算法的开发难度较低,缺点主要体现在需要预先铺设磁条,并且在后期需要持续的对路径进行维护㊂第二种无轨导航的种类较为丰富,基于不同的原理如轮廓导航㊁反光板导航㊁二维码导航㊁视觉导航㊁等等㊂这类导航方式在软件开发难度较大,但是灵活性更高,在实际应用场景中,无需对厂区进行路径规划,车体即可自由行驶,同时如行驶中遇到障碍物遮挡,亦可重新规划较近的路径完成搬运任务㊂3.1路径规划导航㊂路径规划导航的种类有很多,电磁导航㊁色带导航㊁惯性导航㊁磁导航 在诸多导航方式中,目前使用较多的为磁导航,因其操作难度相对较低,所以在中低端市场应用较广㊂潜伏式的AGC和进行简单搬运工作的AGV使用路径规划的导航方式较多,因其行驶路径较为固定,使用这种导航方式可节省导航算法的开发成本㊂但是在后期对路径的维护上则需多加注意,以磁导航举例,因磁条本身的承重能力有限,当有重物碾压时容易发生磨损㊁断裂等情况,因此需要适时进行维护㊂而目前的另一种路径规划导航方式荧光导航则可在一定程度上降低后期对路径的维护成本㊂因荧光导航的色带一般为较薄耐磨的材料,且因荧光涂料需要在紫光灯的照射下才有效㊂另外,磁导航的磁带因有厚度一般需要开槽进行镶嵌,而色带较薄可直接铺设在厂房内,更便于铺设和维护㊂3.2视觉导航㊂视觉导航属于无轨导航的一种,也是目前发展速度较快且较为成熟的一种导航方式㊂在AGV移动的过程中,通过安装在车体底部或者顶部的相机可快速读取标记,如:二维码㊂再确认车体当前位置的同时也可对下一次需要移动的位置做出判断㊂视觉导航无需人为铺设物理路径,因此更符合柔性化导航㊂其中二维码导航在视觉导航中则是运用相当广泛的其中一种导航方式,在无人仓库中将物品进行搬运及分类便是使用二维码导航方式,结合定位于导航一体㊂3.3激光导航㊂激光导航方式是目前工控类AGV使用最广泛的导航方式,因其能自主定位导航,智能信息交互,并且能实时更新当前地图,当遇到障碍物是能自主避障㊂在本章节中主要介绍基于轮廓参考的SLAM(Simultaneous Locali-zation and Mapping)同步定位与地图构建导航方式,以及基于反光板的激光高精度定位导航方式㊂(1)激光轮廓导航㊂基于环境轮廓的激光导航是目前业界主流的导航方案之一,通过扫描车体周围的环境轮廓,机器人可实时定位以及建立地图,从而完成自动导航的功能㊂其导航方式主要分为以下三步㊂第一步,自主建图㊂当AGV在厂区内行驶时,通过外部传感器(如:激光扫描仪)与内部传感器(如:编码器)获取的数据可进行电子地图的构建㊂第二步,路径规划㊂在电子地图中可设定起点以及终点,AGV根据既定的目标地点自主规划路径㊂最后一步为自主导航以及避障㊂AGV在行驶的过程中实时与存储的电子地图数据进行对比,从而计算出AGV的实时位置以及姿态,从而实现自主导航,同时通过外部传感器,在行驶路径上当遇到障碍物时,可实时避障㊂(2)基于反光板的激光导航㊂基于反光板的激光导航方式,通过在厂区内的墙面或料架上布设反光板,可准确定位AGV的绝对坐标以及角度㊂红线为激光扫描仪的激光束,AGV在行驶的过程中,可通过扫描布设在墙面的反光板可获取到当前AGV与发光板的距离㊁角度以及反射率的数据,从而进行精确的定位㊂配合预设的电子地图,AGV在行驶过程中可实时对自身进行定位,实现自主导航㊂4㊀自动导引车的相关认证自动导引车近几年在国内的发展速度较快,并且AGV 的出口项目数量也在逐步提升,而当涉及到出口时AGV都需要根据当地的规定完成相关的认证,如欧盟的CE认证,再比如国内目前针对AGV及机器人的CR认证㊂这些认证主要对AGV的安全防护上提出了部分要求,因为当自动导引车在行驶过程中会遇到与人员交互的场景,而这类认证主要也是为了保证人员安全㊂目前关于AGV的行业标准有很多,如国内目前的自动导引车(AGV)设计通则,EN1525-AGV行业安全标准(C-类指令)等等在这些标准中详细的描述了自动导引车在速度控制㊁控制系统㊁急停控制㊁人员检测等多方面需要满足的安全等级㊂5㊀总结本文旨在向读者全面介绍AGV的情况,在具体应用场景中,还需根据实际情况做相应的调整㊂现今AGV行业蓬勃发展,随着AGV的自动化程度提高,未来AGV与机器人技术进行结合,可有效提高整体生产效率以及工业自动化,助力中国制造2025及工业4.0㊂参考文献:[1]自动导航车(AGV)发展综述/ KXReader/Detail?TIMESTAMP= 637159870784080000&DBCODE=CJFQ&TABLEName= CJFD2010&FileName=JXZZ201001016&RESULT=1&SIGN= cM5YOEmR5W0sKMobLOFx5t8fFeU%3d作者简介:廖雯涓,广州市西克传感器有限公司㊂㊃76㊃。
基于51单片机的智能小车控制系统
湖南工业职业技术学院毕业设计课题名称基于51与单片机的智能小车控制系统系(院)名称电气工程系专业及班级学生姓名学号指导教师完成日期年 11 月 19 日摘要随着我国科学技术的进步,智能化作为现代社会的新产物开始越来越普及,各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高薪技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,可以涉及到当今许多前沿领域的技术。
整个小车平台主要以51单片机为控制核心,通过无线遥控实现前进后退和转向行驶,通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。
设计采用对比选择,模块独立,综合处理的研究方法。
通过翻阅大量的相关文献资料,分析整理出有关信息,在此基础上列出不同的解决方案,结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。
从电机车体,最小系统到无线遥控,红外线对管的自动寻迹再到红外线自动避障和语音控制,完成各模块设计。
通过调试检测各模块,得到正确的信号输出,实现其应有的功能。
最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上,结合程序,通过单片机的控制,将各模块有效整合在一起,达到所预期的目标,完成最终设计与制作,能使小车在一定的环境中智能化运转。
关键字:智能小车,单片机,红外传感器。
目录第一章绪论.......................................................... - 1 -智能循迹小车概述..................................................... - 1 -课题研究的目的和意义................................................. - 2 -智能循迹小车智能循迹分类............................................. - 2 -智能循迹小车的应用................................................... - 3 -第二章方案设计.............................................. 错误!未定义书签。
基于MC9S128的电磁导航智能车的设计与实现
智能车辆技术是涵盖智能控制 、 模式识别等学科 前沿的热点研究领域 , 其研究 与应用具有 巨大 的理论 和现实意义。在交通安全方面 , 由无人驾驶车辆研究 形成的辅助安全驾驶技术 , 可以通过传感器准确 、 可靠 地感知车辆 自身及周边环境信息 , 时向驾驶员提供 及 环境感知结果 。智 能车辆 的研究体现 了车辆工程 、 人 工智能、 自动控制 、 计算机等多个学科领域理论技术的 交叉和综合 , 是未来汽车发展的趋势…。
Elc r ma n t v g t n S a tCa n r lS se Ba e n M C9 1 8 e t o g ei Na ia i m r r Co to y t m s d o c o S 2
B IY — n , AN iu , N u —u A ul gY G L- n DO G C nh i o j
Ab t a t A s r c rw t e a t ma i d t ci g a d f l w n b l y b s d o lc rma n t il si . sr c : ma t a i t u o t ee t n l i ga i t a e n e e t h h c n oo i o g ei f d wa n c e t d c d Ac o d n o d sg e u r me t o h F e s a e s r c r c mp t in t e F e s ae 1 一 i r u e . c r i g t e in r q i o e ns fte 5 r e c l ma t a o ei o , h r e c l 6 b t t MS S 2 9 1 8 MCU wa a e st e s se c r , n h o e s se wa o o e f h o d t c i n ld - s tk n a h y tm o e a d t e wh l y t m s c mp s d o e r a a k s a e t r g vc , h l cr ma n t e s r t e p w rs u c n g e ie t ee e t c mo o r e d vc n e p r - i e t e ee t o g ei s n o , h o e o r e ma a ed v c , h lc r trd v e i ea d t a k c i i h i g p st n d t ci g d v c . y u i g t e P D, n — a g a d f zy c n r lmeh d , h ma tc rc n a t — n o i o ee t e ie B sn h I Ba g B n n u z o to i n t o s t e s r a a u o ma ial o lc h in la d c n r l h a vn f ci ey t l c l t e sg a n o t e c rmo i g ef t l . c y e t o t e v Ke r s F e s ae MC e e t ma n t ed n vg t n a t mai ee t g r a y wo d : r e c l U; lc r o g e i f l a i ai ; u o t d t ci o d ci o c n
电磁导航智能车检测和控制系统的研究
LU Y a , H N nbn LU X eyn ,Q U S i i I u n Z A G We -i , I u —a g I h— n y
( c o l f c a i l n l ti l n ie r g Ku migUnv ri f S h o o h nc d E e r a gn e i , n n ie s yo Me aa c c E n t
Ke r s n el e t a y tm ;n vg t n;ma n t e d e s r o t ls a e y wo d :i tl g n rs s i c e a iai o g ei f l ;s n o ;c nr t t g ci o r y
21 02年 第 3 卷 第 4期 1
传感器 与微 系统 ( rndcr n coytm T cnlg s Tasue dMi ss ehooi ) a r e e
6 3
电磁 导 航 智能 车 检 测 和 控 制 系统 的研 究
刘 源 ,张 文 斌 ,刘 雪 扬 ,丘 世 因
( 明 理 工 大 学 机 电 工程 学 院 , 南 昆 明 6 00 ) 昆 云 5 5 0
速运行 的电磁导航智能车 的制作 。 关键词 :智能车系统 ;导航 ; 磁场 ; 传感器 ; 制策 略 控
中 图 分 类 号 :T 2 9 P 4 文 献标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 0 -7 7 2 1 )40 6 -4 009 8 (0 2 0- 030
S u y o lc r m a n tc n v g to n elg n e il t d n ee t o g e i a i a i n i t l e tv h ce i
智能小车的路径识别问题
智能小车的路径识别问题摘要:智能小车路径识别技术是系统进行控制的前提,介绍了路径识别技术的几种分类及相应的优缺点,通过分析得出面阵CCD摄像更适合作为采集信息的工具。
关键词:智能小车;路径识别;面阵CCD摄像器件Abstract: Smart car’s path recognition technology is the premise of the control system, this paper introduces the path of several classification and recognition technology, through the analysis of the advantages and disadvantages of the corresponding to array CCD camera is more suitable for gathering information as the tool.Key words:smart car; Path recognition; Surface array CCD camera device0 引言:为培养大学生的自主创新设计的能力,各大高校都设置了智能车比赛,智能小车行驶在给定的白色路面,由中间的黑色轨迹线引导,实现自主循迹功能。
实现该功能的小车主要由电源模块、循迹模块、单片机模块、舵机模块、后轮电机驱动模块组成。
路径模块一般由ATD模块,外围芯片和电路,与路面信息获取模块组成,要能够快速准确得进行路径识别检测及相关循迹算法研究,本文就这两个方面进行相应的分析和介绍。
1 光电传感器1.1 反射式红外发射接收器半导体受到光照时会产生电子-空穴对,是导电性能增强,光线愈强,阻值愈低。
这种光照后电阻率变化的现象称为光电导效应[1],用于路径检测的反射式红外光电传感器基于此原理设计。
该传感器一般由一个红外线发射二极管和一个光电二极管组成,可以发射并检测到反射目的光线。
电磁导航技术的研究
电磁导航技术的研究摘要电磁导航技术是一种基于电磁信号的定位和导航技术,通过探测和分析电磁信号的特征参数,实现对目标物体的定位和导航。
本文将介绍电磁导航技术的原理、应用领域和存在的挑战,并探讨未来的发展方向。
1. 引言随着技术的不断发展,人们对定位和导航技术的需求越来越高。
电磁导航技术作为一种新兴的定位和导航技术,具有其独特的优势和应用前景。
本节将介绍电磁导航技术的研究背景和意义。
1.1 研究背景传统的定位和导航技术主要依赖于全球定位系统(GPS),但在某些特定的环境下,如室内、地下、城市峡谷等,GPS信号受到严重干扰或无法接收,导致定位和导航的准确性下降。
而电磁导航技术可以绕过这些限制,通过分析电磁信号,实现室内和户外的准确定位和导航。
1.2 研究意义电磁导航技术的研究对于解决室内定位和导航问题具有重要意义。
它可以广泛应用于智能家居、智能办公、无人驾驶等领域,提升用户体验和生活质量。
此外,电磁导航技术还对于军事、安防领域具有重要意义,可以提升作战效率和战场安全。
2. 电磁导航技术原理电磁导航技术是基于电磁信号的定位和导航技术,其原理包括电磁信号发射和接收、信号特征分析和目标定位等方面。
2.1 电磁信号发射和接收电磁导航技术采用一种或多种电磁信号作为导航信号源,如超高频(UHF)、微波、红外等。
导航信号源通过特定的发射器发射电磁信号,并通过接收器接收目标物体反射或传播的电磁信号。
2.2 信号特征分析接收到的电磁信号包含丰富的信息,包括信号强度、相位、频率等特征参数。
通过对这些特征参数的分析,可以实现对目标物体的定位和导航。
2.3 目标定位根据接收到的电磁信号特征参数,可以利用三角测量原理或最小二乘法等方法,计算出目标物体的位置和姿态。
同时,也可以利用地图匹配的方法,将电磁信号的特征参数与先前采集的电磁信号数据库进行比对,从而实现目标物体的定位。
3. 电磁导航技术的应用领域电磁导航技术具有广泛的应用领域,以下将介绍几个常见的应用领域。
(完整版)自动导引小车(AGV)系统的设计
目录摘要………………………………………………………………………………ABSTRACT…………………………………………………………………………目录………………………………………………………………………………第1章绪论………………………………………………………………………第2章 AGV的总体设计……………………………………………………………第3章 AGV机械结构和驱动转向系统的设计……………………………………第4章控制系统与行走策略…………………………………………………摘要:随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用,AGV(Automatic Guided Vehicle)即自动导引车作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段,其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。
AGV是以微控制器为控制核心、蓄电池为动力、装有非接触导引装置的无人驾驶自动导引运载车,其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。
作为当代物流处理自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备,AGV已经得到了越来越广泛的应用,对AGV的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。
本文介绍了AGV在国内外的发展现状和应用情况,在此基础上,结合毕业设计的课题要求,设计了红外导引AGV小车。
其研究内容主要包括以下几个方面:1.论述了AGV系统的组成、路径导引方式及原理,结合课题要求,选择“红外导引”作为该系统的导引方式。
2.介绍了AGV车体机械结构的设计,并根据小车的驱动方式和工作要求,对底盘、电机、蓄电池等进行了设计和选型。
3.根据AGV系统的控制和工艺要求,确定了控制系统的总体框架结构。
硬件方面,选择合适的传感器、单片机以及电机驱动器,对传感检测电路和关键词:红外导引;AGV;单片机;驱动控制电路;行走策略;控制策略。
THE DESIGN OG AGV SYSTEMABSTRACTWith the growing of Factory Automation, Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible Manufacture System、Automatic Warehouse, the application field and technical level of AGV which contact and adjust the discrete logistics system, make the mission continuous, has greatly enlarged and improved.AGV is the unmanned driver automatic guided vehicle which has its untouched guided equipment, its control center is the microcontroller and storage battery is driving power, its basic function of automatic action is guided driving, recognizing the address to stop precisely and remove the load. As the valid measure of contemporary logistics processing automation and the key equipment of flexible manufacture system, the AGV has already got more and more extensive application, so that the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.The dissertation introduced the applications and developments of AGV at home and abroad. Combining with the request of this graduation project topic, we designed a whole infrared rays guided vehicle. The main work in this dissertation was arranged as follows:1. The constitution of AGV system, the path guided means and their principles were discussed. According to the requests of the topic, infrared rays guided method was used in the AGV system.2. The design of AGV mechanical structure was introduced, in termsof driving manner and working requests, the type of the chassis, electrical motor and storage battery etc. was chosen and designed.3. According to the control and the craftwork requests of the AGVS, the total frame structure of control system was designed. About hardware, the right sensor, MCU and motor controller had been chosen, the sensing circuits and MCU controlling hard circuits was designed, about software, to achieve many system functions, and to realize serial communication between the MCU and motor controller, blocking programming method was employed.Kywordse: Infrared rays guided; AGV; MCU; Drive and control circuit; Running strategy; Control strategy;Serial communication.1. 绪论1.1 概述AGV(Automatic Guided Vehicle)——自动导引车是上世纪50年代发展起来的智能搬运型机器人。
车载导航系统的现状与发展
概述全球卫星定位系统(Global Positioning system,简称GPS)是随着现代科学技术的发展而建立起来的一个高精度全天候和全球性的无线电导航、定位、定时的多功能系统。
GPS最初应用于军事领域,近年来,逐渐向民用领域开放,广泛应用于车辆导航、个人用户、跟踪定位、测绘、探矿、地震、气象、GIS、航空、航海、军事等方面,其中,车辆导航领域的市场份额最大、增长最快。
2000年日本已有160万部汽车采用GPS的导航系统。
预计在2003年日本所销售的汽车中,将有40%装有车载导航终端,GPS产业将有可能成为本世纪新的经济增长点之一。
由于具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景,日本几乎所有的汽车生产厂家都参加了这一高科技角逐,仅近几年投入市场的新系统就有30多个,例如日本的宏达、尼桑、本田、马自达、三菱以及松下、先锋、阿尔派、健伍等公司都已开发出自己的车载导航产品。
汽车工业已成为中国的支柱产业,汽车在中国人民日常工作和生活中起的作用也越来越突出。
如果中国轿车的10%装上导航系统,就会有数亿的利润。
但是在国内,车辆导航产品的市场才刚刚启动,谁能尽早将产品推向市场,谁就越有可能占领市场的先机。
与其它产品不一样,由于各个国家在道路状况、地图等方面的情况各不相同,所以在开发产品时,各国都是根据本国的实际情况,开发适于本国使用的产品,即产品不通用。
目前国内已有部分厂商和研究单位推出了一些车载导航定位系统,但要么由于技术简单,定位精度不够,要么由于成本昂贵,不能为一般用户所承受,因而不能在实际车载系统中得到广泛的应用。
要将这种系统实用化,则必须在提高精度的同时大幅度降低成本。
车载导航系统的现状利用全球卫星定位系统(GPS)信号进行汽车导航,根据采用的硬件平台不同,可分C AR-PC 车载导航系统、DVD汽车导航仪、基于掌上电脑的车载导航仪及其它形式的导航仪等。
1、 CAR-PC 车载导航系统计算机技术在汽车上的应用程度日益向纵深发展,在1998年1月,美国消费者电子产品展示会上展出了首台CAR-PC系统。
地磁导航关键技术研究共3篇
地磁导航关键技术研究共3篇地磁导航关键技术研究1地磁导航关键技术研究人类在自然界中向往探索与发现的欲望从未远离过我们的内心,而这种欲望也推动着我们对科技的不断追求。
现在,地磁导航技术已成为物联网、无人机、智能制造等新兴领域中的重要工具,然而,其实现受到了很多因素的限制。
因此,为了进一步推动地磁导航技术的应用和发展,关键技术的研究至关重要。
地磁导航技术起源于指南针的应用。
而所谓的地磁导航,是指利用地球磁场的特性来确定对象的位置和方向的一种定位技术。
地球磁场是由地球内部热液体运动而产生的电流产生的,因而其磁场强度和方向随着时间和地点的变化较小。
这种地球磁场的稳定性是我们对于地磁导航的使用提供了必要条件。
地磁导航可以在毫秒级别内完成定位,并且在广泛的天气条件下,可以保持良好的稳定性。
因此地磁导航已广泛应用在定位和导航系统中,特别是在室内和地下环境中,其精度和稳定性无论在城市、野外或气象等变化环境下都有很好的表现。
然而,近年来的研究发现,地磁定位的精度受到了许多因素的影响,其中主要包括地球磁场不稳定、地球表面电磁噪声干扰、磁性材料的影响等。
这些影响因素直接影响到了定位的精度和可靠性。
为了解决这些影响因素对地磁导航的影响,各国在地磁导航领域的研究中,取得了许多关键的技术突破。
以下是一些关键技术的研究:1.地球磁场建模技术根据地球磁场的测量和分析,利用地球物理学原理,建立磁场模型。
根据这个模型,确定设备所处地点的地磁场参数。
这样可以大大提高地磁导航的精确度并减少模型误差。
2.地表电磁噪声抑制技术由于地表电磁噪声的存在,导航设备几乎无法捕获到真实的地磁场信号。
因此,需要采用数字滤波技术来抑制电磁噪声,以确保地磁导航设备对真实的地磁场信号具有高度的灵敏性。
近年来,研究人员提出了一些新的算法来抑制电磁噪音,如小波去噪和混沌去噪,并取得了显著的效果改进。
3.磁性环境干扰处理磁性材料会影响电子罗盘测量的精度,尤其是在机器人和无人机等应用中,通常需要在钢筋水泥结构、桥梁和隧道等磁性材料环境下完成导航。
AGV小车控制系统—CASUN
AGV小车控制系统—CASUN1、CASUN 是AGV小车的控制系统CASUN 是AGV小车的控制系统,根据事先设定好的路径,通过埋线导航或激光导航,小车无需人工控制就可进行移载运输,在自动化物料运输领域AGV扮演非常关键的角色,自动装载卸载并运输,AGV小车广泛应用在很多工业领域中。
AGV小车控制系统类似于机器人控制器,用以对AGV小车进行监控。
控制器计算机通过通信系统从地面站接受指令并报告自己的状态。
通常控制器可完成以下工作:手动控制、安全装置启动、蓄电池状态、转向极限、制动器解脱、行走灯光、驱动和转向电机控制和充电接触器等。
某些AGV小车具有编程能力,允许小车离开导引路径,驶向某个示教地点,完成任务后循原道返回到导引路径上来。
AGV小车的控制指令一般是由地面控制器(车外)发出,AGV小车的状态也通过通信系统送回地面控制器。
通信系统有两种:连续方式和分散方式。
连续通信系统允许AGV小车在任何时候和相对地面控制器的任何位置使用射频方法或使用在导引路径内的通信电缆收发信息。
如采用无线电、红外激光的通信方法。
分散式系统只是在预定的地点(通信点)如AGV停泊站等,在特定的AGV与地面控制器之间提供通信。
一般来说,这种通信是通过感应或光学的方法来实现的。
分散通信的一个明显缺点是:如果AGV小车在两通信点之间发生故障,AGV将无法与地面控制站取得联系。
目前大多数AGV系统都是采用分散式通信方式,因为其价格较便宜。
AGV小车的安全系统既要实现对AGV的保护,又要实现对人,或对其它地面设备的保护。
其安全保护方法可归纳为两类:接触式和非接触式两种保护系统。
对自由路径(无固定导引路径)型的AGV,还要进行车体方位的计算,它由车体方位计算子系统来完成。
AGV小车的方位,即在总体坐标系中的位置与方向,与车体左右轮的运动有一确定的关系,由此可计算出AGV小车的方位。
该子系统的功能是根据采样信息,通过积分运算,实时计算出车体方位[x(t),y(t)和θ(t) ]。
智能网联汽车技术-第4章 智能网联汽车导航定位技术精选全文完整版
用差分技术使用户能够从GPS系统中获得更高的精 度。其基本原理就是车辆在行驶过程中用GPS作为 基准,在GPS更新的时候,通过差分辅助,完成车 辆厘米级的精确定位。
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4.1.2 导航定位的方法
➢ 3.北斗卫星导航系统 ➢ 北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球
➢ (3)定位精度高:GPS相对定位精度在50km以内可达6~10m ,100~500km可达7~10m,1000km可达9~10m
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4.2.1 全球卫星定位系统——特点
➢ (4)观测时间短:20km以内的相对静态定位仅需15~20min; 快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距15km 以内时,流动站观测时间只需1~2min;采取实时动态定位模 式时,每站观测仅需几秒钟
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4.3.1 惯性导航技术——定义
➢ 惯性导航系统一般采用加速度传感器和陀螺仪传感器来测 量载体参数
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4.1.2 导航定位的方法
➢ 6.视觉传感器定位 ➢ 视觉传感器提供了丰富的颜色和图像信息,处理这些信息正
是深度学习技术的强项。通过深度学习模型识别车道线、道 路上文字、停止线等固定的标识,并与高精度地图数据进行 对比,从而获取车辆的当前位置。它的优势在于成本低;缺 点在于精度低,误差大,并且在强光、逆光、黑夜场景下的 效果不好。
卫星导航系统,目前在汽车领域还没有大面积推广 应用,但在国家制订的智能汽车发展规划中,已明 确提出要大力推广北斗卫星导位系统在智能网联汽 车和无人驾驶汽车中的应用。
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以“ 飞思 卡 尔 智 能 车” 电磁组比赛中的磁 摘要 : 导 航方 式的电 磁 信 号 为 研 究 和 分 析 对 象 , 对电感线 圈 和 运 算 放 大器 等 元 器件的 选择 和电 路 设计方 面 作 了 详细 论 述 ; 重点 分 析 传 感 器 的 布 置 方 式 对 检 测 精 度 的影响 , 提出 了 一 种 “ 分 段 插 值 标 号” 的方向控制 方案。 关键词 : 智能车 ; 传感器 ; 电磁导航 ; 分段插值 中图分类号 : T P 2 4 2. 6 文献标识码 : A ( ) 文章编号 : 1 0 0 1-2 2 5 7 2 0 1 3 0 2-0 0 7 8-0 3 : A b s t r a c t W i t h“ t h e F r e e s c a l e c u i n t e l l i e n t p g ” c a r r a c i n o f t h e e l e c t r o m a n e t i c n a v i a t i o n i n t e l - g g g ’ l i e n t c a r s e l e c t r o m a n e t i c s i n a l a s t h e r e s e a r c h g g g s t u d o b e c t . T h e i n d u c t a n c e c o i l a n d o e r a a n d - y j p t i o n a l a m l i f i e r c o m o n e n t s s e l e c t i o n a n d c i r c u i t p p ; d e s i n i s d i s c u s s e d i n d e t a i lt h e s e n s o r l a o u t g y m e t h o d s o n t h e i n f l u e n c e t o t h e r e c i s i o n o f d e t e c - p , “ t i o n i s e s s e n t i a l a n a l z e da k i n d o f p i e c e w i s e i n - y ”d t e r o l a t i o n l a b e l i r e c t i o n c o n t r o l s c h e m e i s u t p p f o r w a r d . : ; ; K e w o r d s i n t e l l i e n t c a r s e n s o r e l e c t r o m a - g g y ; n e t i c n a v i a t i o n i e c e w i s e i n t e r o l a t i o n g p p
, , ) 2. S c h o o l M e c h a n i c a l E n i n e e r i n A n h u i U n i v e r s i t o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o H u a i n a n 2 3 2 0 0 1, C h i n a g g y g y
1 检 测 模块 硬 件 设计
智 能车 对 起始 线 的 检测 采 用 干 簧 管 串联 方 式, 使用串联方式可以 提 高 检 测 精 度 和 灵 敏 度 , 易于实 现干簧管的对称布置 。 道路引线检测传感器的驱动 电压和转向舵机 的 驱 动 电 压 都 为 5 V, 直流电机电 压( 电 池 两 端 电 压) 为 7. 2 V。 采 用 7 8 0 5, 7 8 0 6或 2 9 4 0 稳压芯片 。 电机 驱 动 芯 片 采 用 B T S 7 9 6 0, 2片 同时使用 , 用于控制电机的正反转 。 智能车导航采用 的 是 2 0k H z不 断 变 化 的 正 弦 该电磁 波 属 于 甚 低 频 电 磁 波 。 采 用 电 磁 感 交流电 , 应线圈方案 , 其原 理 简 单 、 价 格 便 宜、 频率响应快和 电路实现简单 。 放大电路采 用 L 弱 C 震 荡 电 路 检 测 交 变 磁 场, 信号经放大电路放大 , 再经检波电路的检波 , 得到直 / 流信号传输给单片机 A 如图 1 所 D 模块进行转换 , 示 。 探头采集到的 信 号 为 毫 伏 级 正 弦 信 号 , 因此要 / 对其放大整流 。 由 于 微 处 理 器 A D 接口采样电压 范围为 0~5V, 取放大倍数为1 0 0。 该 电 路 前 一 级 对后级电路呈 运算放大器对前级 电 路 呈 高 阻 状 态 ,
2 1 1 1 , , o, H O U D a i -p K O N G L i n - l i n WA N G S h u o Y A N G C h e n H A N Z h i -x i n g, ( , , ; 1. S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n d E l e c t r o n i c a l E n i n e e r i n L a n z h o u U n i v e r s i t o f T e c h n o l o L a n z h o u 7 3 0 0 5 0, C h i n a g g y g y 1
智能工程
电磁导航式智能车控制系统研究
侯代坡1 , 孔琳琳2 , 王 烁1 , 杨 成1 , 韩致信1 ( ) 兰 州理工大 学 机电工程 学 院 , 甘肃 兰 州 7 安 徽 理工大 学 机 械 工程 学 院 , 安徽 淮南 2 1. 3 0 0 5 0; 2. 3 2 0 0 1
S t r u c t u r e S t u d o n E l e c t r o m a n e t i c N a v i a t i o n I n t e l l i e n t V e h i c l e D e t e c t i o n a n d y g g g C o n t r o l S s t e m y
收稿日期 : 2 0 1 2-0 9-0 4
·7 8·
电磁导航式智能车控制系统研究
智能工程
因 此 对 前 后 级 电 路 起 到 缓 冲 隔 离 作 用。 低阻状态 , 后级运算放大器起 到 电 压 放 大 作 用 后 , 驱动发光二 级管 , 根据发光二极 管 的 亮 度 指 示 传 感 器 检 测 交 流 磁场的强弱 。
《 ( ) 机械与电子 》 2 0 1 3 2
0 引言
全国大学生智能汽车竞赛以汽车自动导航技术 采 用 MC 为背景 , 9 S X S 1 2 8微控制器作为核心控制 模块 , 主要针对电磁 导 航 方 式 中 道 路 检 测 传 感 器 模 块的设计 , 以及软件去除零点漂移方法进行讨论 ; 为
检测引导线与车体 的 相 对 位 置 , 传感器模块设计了 使基本检测单元均匀分布在车 6个 基 本 检 测 单 元, 体的前方成一字排布 。 电磁导航技术相对于图像检 测方式和光电检测方式而言 , 具有抗干扰能力强 、 精 度和可靠性高的特点 。 传感器输出信号为连续的模 拟信号 , 易于实现智能车巡线的精确控制 , 更有益于 增进高校学生对智能车的研究与探索 。 通过传感器检测信号值的大小 , 并进行比较 , 判 最后通过一系列算法得出其精 断引线的初步位置 , 确位置 。 建立智能 车 自 动 循 线 控 制 系 统 , 使其具备 自动识别 、 自动循线和车速自动调整等功能 。
3] 。 角的大小 , 使智能车在预定轨道行驶 [
2. 2 数据分析 由表 1 和 图 3 可 知 , 当导线处于两传感器中央 / 时, 为 0; 当将导线往左 A D 采样信号差值 ( E d 值) 移时 , 当 将 导 线 往 右 移 时, E d 值 小 于 0; E d 值大于
图 1 信号检测系统的电路
-4 7
-3 6
-1 9
-9
I B=μ 4 r π
0
1
2
3
4
5
并且磁力线的方向垂直于导线平面以导线为轴 的一系列同心圆 。 同一圆上的磁感应强度相同 。 在水平面 内 取 与 导 线 垂 直 于 探 头 的 方 向 为 X 方向 , 与 导 线 平 行 的 方 向 为Y 方 向, 竖直方向为 Z 方向 , 在同一高度情 况 对 水 平 位 置 信 号 进 行 测 试 得 出如下结论
2 传 感 器 布 局方 式
2. 1 传感器布局方式设计 由于导线周围的磁场分布为
[ 1]
/ 导 线 位 置 在 0~3 0。 因此 , 0c m 之 间 变 化 时, A D 采 样信号差值与探头中心距导线距离为单调 函 数 。
/ 表 1 A D 采样后信号差值实测数据
探头中心与 导线间距离 ( c m) / D 采样后 A 信号差值 ( mV) 探头中心与 导线间距离 ( c m) / A D 采样后 信号差值 ( mV) 探头中心与 导线间距离 ( c m) / D 采样后 A 信号差值 ( mV) 探头中心与 导线间距离 ( c m) / A D 采样后 信号差值 ( mV) -9 -1 8 -7 -6 -5
:
B=
I 0 μ s i n d θ θ θ r π 24 由此得 :
∫
θ 1
-5 2
-5 9
-6 2
-6 0
-6 0
I 0 B=μ ( c o s o s θ θ 1 -c 2) 4 r π
, , 对于无限长直流来 说 , 上 式 中θ 则 θ 2 =0 1 =π 有:
-4
-35
1 7
2 7
3 5
4 6
6
7
8
9
4 8
4 4
3 6
2 8
。
如 图2所 示 , 导线周围磁场的强弱为一左右对