联创中控磁导航传感器使用手册V2.8.4

2 磁导航传感器技术参数................................................................................7 2.1 选型表 .........................................................................................................7 2.2 电气参数 .....................................................................................................7 2.3 机械参数 .....................................................................................................8
4 线序............................................................................................................18 4.1 MA01...........................................................................................................18 4.2 MA02...........................................................................................................19 4.3 MA06...........................................................................................................19 4.4 MA09...........................................................................................................21 4.5 MA12...........................................................................................................22 4.6 MA16...........................................................................................................23 4.7 MA24...........................................................................................................29
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目录
1 磁导航传感器简介 .......................................................................................2 1.1 技术原理 .....................................................................................................2 1.2 输出接口及数据类型..................................................................................4 1.3 运用方式 .....................................................................................................5
图 1.4 的磁导航传感器距离磁条高度 4cm，磁条宽度 3cm，磁条表面剩 磁 3~5mT。磁导航传感器的每个探测点所测量到的磁场强度如图 1.4 曲线所 示。可以看到，磁条正上方的 4 个点的磁场值高于 500，如果我们将“端口 触发阈值”设置为 500，那么图 1.4 的 7、8、9、10 点所对应的 NPN 端口输 出低电平，其他端口为上拉电平（或高电平）。AGV 可据此判断磁条与 AGV 中轴线的相对位置关系。
1.3 运用方式
根据具体使用方式，磁导航分为两种传感器类型：地标传感器和磁导航 传感器。
地标传感器用于检测除了磁条导引线之外的其它特定标志，比如转弯标 志、岔道标志、出站标志等等。
MA01 地标传感器有 1 个探测点，可以检测 N 极、S 极两种磁块，可以用 于两种标志的检测。MA02 地标传感器有 2 个探测点，分别可以检测 N 极、S 极两种磁块，因此可以用于 4 种标志的检测。
基于预设磁轨迹的导航方式是自主移动平台如 AGV、巡检机器人、无轨 货架等系统最重要的一种导航方式。相比基于光电传感器和视觉传感器的色 条导航方式，磁导航可靠性更高，不受环境光和地面条件的影响；相比激光 导航方式，磁导航方式系统简单、实现容易、成本低廉。
联创中控的磁导航传感器采用美国磁阻传感器为磁场检测器件，此类磁 阻传感器广泛运用于航空、航天、航海、工业等领域，是检测精度、可靠性、 灵敏度最高的一类磁传感器。因此，MA 系列磁导航传感器能够检测到 0.015 μT 微弱的 N 极或 S 极磁场信号（地磁场 50~60μT），磁导航所用磁条一般表 面剩磁是 3~8mT，（1mT=10gs）。
AGV 使用多点的磁导航传感器判断方向，使用地标传感器检测地标，辅 助决策。这是最简单的传感器使用案例，多种或多个传感器可以相互组合，
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图 1.6 AGV 运行路线图
如图 1.7，磁导航传感器安装在 AGV 的正下方中轴线位置，两侧是地标 传感器。如果 AGV 沿着磁条行进，磁导航传感器应该位于磁条正上方。当磁 导航传感器检测到磁条不在传感器的正下方，而是偏左或者偏右，AGV 就可 以通过右转或者左转进行前进方向调整，直到传感器检测到磁条位于传感器 的正下方为止。
检测磁条和地标的位置和极性。
图 1.2 AGV 及磁导航传感器
磁导航传感器具有一到多组微型磁场检测传感器，在磁导航传感器上， 每个磁场检测传感器对应一个探测点。例如 MA18 具有 18 个探测点（图 1.3）， 而 MA01 只有 1 个探测点。
图 1.3 磁导航传感器探测点示意图
磁条、磁钉或通电的电缆会产生磁场，在此以磁条为例，说明磁导航传 感器的使用原理。磁导航传感器上电之后，内部控制器会激励磁场检测传感 器，测量出每个探测点所在空间位置的磁场强度值，根据磁条的磁场特性和 传感器采集到的磁场强度信息，AGV 就能够确定磁条相对磁导航传感器的位 置。
3 磁导航传感器使用说明................................................................................9 3.1 数据接口 .....................................................................................................9 3.2 常见问题 ...................................................................................................12
图 1.1 AGV 运行路线图举例
如图 1.2 所示，在 AGV 的腹部一般会安装 1 或多个磁导航传感器，用于
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离预定航线。
如果 IO 输出的磁导航传感器，会在 7~10 探测点所对应的 IO 数据信号输 出低电平（NPN 输出，低电平有效。）
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通过指令查询到的数值与磁场强度基本成线性关系，对应曲线如下图所 示：
图 1.5 磁导航传感器的磁场强度输出数据与真实磁场强度对应关系曲线
MA 系列磁导航传感器采用全铝合金数控加工外壳，结构强度高，能够 防止机械撞击导致的部件损伤。内部电路板整体塑封，防护可达等级 IP67。
1.1 技术原理
磁导航传感器一般配合磁条、磁钉或电缆使用，不管是磁条、磁钉还是 电缆，都是为了预先定义 AGV 等自主导航设备的行进路线、停止工位或者其 它动作区域，如图 1.1 所示。
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如图 1.4 所示，磁条在周围产生磁场，越靠近磁条磁场强度越大。磁导 航传感器正上方多个探测点所在位置的磁场最大，其它探测点所在位置的磁 场强度相对较弱，特别是远离磁条的探测点所在位置的磁场强度几乎为零。
磁导航传感器由此获得磁条的磁场分布，从而确定磁条在磁导航传感器 第 7~10 点下方。AGV 控制器根据这个信息，就能够确定它的行进方向是否偏
构成更复杂的运用方式，以适应较为复杂的工作流程。 图 1.6 是一种典型的 AGV 导引线铺设方式。黑色部分是用于引导 AGV
的磁条，AGV 根据磁条来确定行进路线；蓝色方块是 N 极磁条，作为交叉路 口标志，告知 AGV 到了交叉路口，需要根据预定的策略决定行进方向；绿色 方块是 S 极磁条，作为转弯标志，提醒 AGV 即将进入弯道以及弯道的方向。
图 1.4 磁导航传感器原理示意图
1.2 输出接口及数据类型
磁导航传感器的输出数据有简单的开关量（IO 量），也有复杂的 32 位 数值量数据。
MA 系列磁导航传感器的磁场探测范围是±2000μT，最小分辨率是 0.015 μT。当磁导航传感器所在空间位置的磁场强度在此范围，都能够准确检测。
MA 系列磁导航传感器标准配置 RS-232 接口，可以通过指令协议查询每 个探测点所测量出的磁场强度值。具体协议格式和软件使用方式见《磁导航 传感器通信协议及 uiMagicNv 软件使用说明》。
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1 磁导航传感器简介
磁导航传感器主要运用于自主导航机器人、室内室外巡检机器人、自主 导航运输车 AGV(AGC)、自动手推车等自主导航设备，完成自主导航设备的 预设运行路线检测及定位。