AGV视觉导航设计实施方案-经典
agv实施方案

agv实施方案一、引言自动导引车(Automated Guided Vehicle,简称AGV)是一种能够在工业、仓储和物流等领域中自主运行的无人驾驶车辆。
AGV具备多项优点,包括提高运作效率、减少人力成本、优化物料流程等。
本文将提出一个全面的AGV实施方案,以帮助企业充分利用AGV技术。
二、方案概述1. AGV选型根据企业的具体需求,选择适合的AGV型号。
考虑要素包括载重能力、导航方式、电池续航能力等。
合适的AGV型号将为实施方案的成功起到基础性作用。
2. 地面标记规划在工厂或仓储设施内,需要规划地面标记以便AGV能够准确定位和导航。
通过区分车辆通行道、工作区域和安全区域等,确保AGV能按照要求运行。
3. 设备布局设计针对不同需求,对设备进行布局,包括充电节点、AGV工作站、传感器等,以最大程度地优化工艺流程,并确保设备之间的协调运作。
4. 通信网络建设建立稳定的通信网络,包括AGV与AGV之间的通信,AGV与中央控制系统之间的通信。
通过数据共享和实时监控,提高整体运作效率。
5. 软件系统开发开发适用于企业的AGV控制软件,包括路径规划、任务调度和异常处理等功能。
确保系统能够灵活应对各种情况,并及时反馈运行状态。
6. 人机界面设计设计人机界面,使操作人员能够直观地掌握AGV的状态和运行情况。
通过简洁明了的界面,提高操作人员的工作效率和控制精度。
7. 系统集成与测试将各个组件进行系统集成,并进行全面测试,确保各项功能正常运行。
针对发现的问题进行调试和优化,以提高整体方案的可行性和稳定性。
8. 培训与启动为操作人员提供系统操作和维护的培训,确保他们掌握AGV 的操作技能。
在系统正式启用前,进行全面的验收测试,并进行必要的调整和完善。
三、方案实施流程1. 前期准备2. AGV选型和采购3. 地面标记规划与设备布局设计4. 通信网络建设5. 软件系统开发6. 人机界面设计7. 系统集成与测试8. 培训与启动四、方案效果评估1. 运行效率提升2. 减少人力成本3. 优化物料流程4. 减少人员误操作五、总结本文提出了一套完整的AGV实施方案,涵盖了AGV选型、地面标记规划、设备布局、通信网络、软件系统开发、人机界面设计、系统集成与测试、培训与启动等方面。
agv实施方案

agv实施方案一、引言自动导引车(Automated Guided Vehicle,简称AGV)是一种能够自主运行并参与物流搬运与运输的无人驾驶车辆。
本文旨在探讨AGV实施方案,以提供一种有效的解决方案来提升仓储物流的效率和准确性。
二、背景AGV在工业自动化领域中具有广泛的应用。
其具有替代人力搬运的优势,能够在仓库和生产线上自主调度,并能够与其他智能设备实现无缝连接。
AGV的实施能够有效降低人工成本、减少搬运事故、提高作业效率,因此在许多行业中备受关注。
三、AGV实施方案的重要性1. 提高仓储物流效率:AGV能够根据设定的路径和场景智能导航,准确无误地将货物从一个地点运输到另一个地点,避免了人为错误和物料的破损,从而提高了物流效率。
2. 降低人工成本:AGV能够自动完成搬运任务,减少了对人工劳动力的需求,降低了人力成本,提高了企业的竞争力。
3. 提升安全性:AGV的行驶过程可通过传感器实时监测周围环境,避免与人员和其他设备的碰撞,减少了作业事故的发生,提升了工作现场的安全性。
四、AGV实施步骤1. 需求分析:根据企业的具体需求和现有物流系统的特点,确定引入AGV的目标和规模。
2. 设备选型:结合需求分析,选择适合企业实际情况的AGV设备,并确保设备的性能和功能能够满足要求。
3. 场地布局:为AGV的运行规划合理的场地布局,确保AGV的安全行驶和货物的高效搬运。
4. 路径规划:根据物流系统中货物的流向和搬运路线,设计合理的AGV行驶路径和运输策略,最大程度地优化物料的运输效率。
5. 系统集成:将AGV与仓储管理系统或者其他智能设备进行无缝集成,实现AGV的自主调度和协同作业。
6. 安全保障:建立完善的安全监测系统,包括安全传感器、报警装置等,确保AGV的行驶安全。
五、AGV实施方案的具体效果1. 提升物流效率:AGV能够实时调度和优化货物的搬运路径,从而减少了运输时间和能耗,提高了物流效率。
2. 降低成本:减少人力成本、降低货物损失率以及作业事故的发生,从而降低了物流管理成本。
agv实施方案

agv实施方案一、引言自动导引车(AGV)是一种自动化物流设备,能够根据预设的路径和程序进行物品搬运和输送工作。
随着工业自动化的不断发展,AGV 在物流行业中的应用愈发广泛。
本文将探讨AGV的实施方案,包括选型指南、系统设计和相关注意事项。
二、选型指南1. 业务需求分析在选择AGV之前,需要对业务需求进行细致分析。
首先,确定需要搬运的物品种类、尺寸和重量,以此来确定AGV的承载能力和适用范围。
其次,分析生产线或仓库的布局和环境特点,了解是否存在狭窄通道、斜坡或障碍物等特殊条件。
最后,考虑工作量和工作时间,确认所需AGV的数量和工作时间安排。
2. 技术要求评估AGV的技术要求包括导航方式、定位精度和通信能力等。
根据不同的业务需求,可以选择不同的导航方式,如激光导航、磁导航或视觉导航。
定位精度应足够高,以确保AGV能够准确到达指定位置。
通信能力则涉及与其他设备或系统的联动,如与仓储管理系统、生产线控制系统的集成。
3. 成本效益分析在选型过程中,需要综合考虑AGV的价格、性能和ROI(投资回报率)。
较低的价格可能意味着较低的性能,而过高的价格可能导致投资回报周期过长。
因此,需要进行成本效益分析,以确保所选AGV 能够满足业务需求并具有良好的经济回报。
三、系统设计1. 路径规划与控制AGV的路径规划与控制是实施方案中关键的环节。
通过预先编程或实时控制,AGV可以自主选择最佳路径并避开障碍物。
路径规划可以基于地图或传感器数据进行,以确保AGV的导航精度和运行效率。
同时,控制系统可以提供实时监控和远程控制功能,方便对AGV进行管理和调度。
2. 安全保障措施在AGV实施方案中,安全保障措施是至关重要的。
首先,需要对AGV进行安全教育和培训,确保操作人员了解AGV的工作原理和注意事项。
其次,应配置安全传感器和急停装置,以便在遇到障碍物或危险情况时能够及时停止运行。
此外,建议采用实时监控系统,以便对AGV进行状态监测和异常处理。
AGV智能导航系统研究与实现

AGV智能导航系统研究与实现智能导航系统是自动导引车(AGV)中至关重要的一个组成部分。
该系统能够帮助AGV在复杂的环境中进行定位和导航,同时确保车辆与人员、设备等的安全交互。
本文将研究和实现AGV智能导航系统的关键技术和流程。
1. 系统硬件设计首先,我们需要设计AGV智能导航系统的硬件。
硬件设计包括选择合适的传感器、控制器和电源等。
传感器是智能导航系统的核心组件,常用的传感器有激光传感器、红外线传感器和摄像头等。
这些传感器可以用于感知AGV周围的环境和障碍物。
此外,控制器也是系统的关键部分。
控制器可以根据传感器获取的数据进行判断和决策,从而实现AGV的导航和路径规划。
在选择控制器时,需要考虑其处理速度和计算能力,以确保系统的高效运行。
最后,电源的选择也是重要的一步。
AGV需要持续的电力供应,才能保证系统的正常运行。
因此,选择高品质的电池和电源管理装置是确保AGV长时间运行的关键。
2. 系统软件开发除了硬件设计,系统软件开发也是实现AGV智能导航系统不可或缺的一部分。
软件开发包括导航算法、路径规划和决策等。
导航算法是AGV智能导航系统的核心。
基于传感器所获得的数据,导航算法能够分析环境和障碍物的位置,从而确定AGV应该如何移动。
常用的导航算法包括SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)、A*算法等,它们能够帮助AGV进行精确的定位和导航。
路径规划是指确定AGV从起点到终点的最佳路径。
路径规划算法要考虑到环境中的障碍物和限制条件,并确保AGV能够安全、迅速地到达目的地。
常用的路径规划算法有Dijkstra 算法、A*算法等。
决策部分则是根据导航算法和路径规划算法的结果,对AGV的动作进行控制和调整。
决策算法需要根据不同的情况和目标,选择合适的控制策略和运动规划。
3. 实验验证和性能优化完成系统硬件设计和软件开发后,我们需要进行实验验证和性能优化。
实验验证是通过在实际环境中测试AGV智能导航系统的性能和可靠性。
AGV应用实施方案

AGV应用实施方案一、引言自动引导车(AGV)是一种能够自主导航、运载物料的机器人,它在现代物流领域发挥着越来越重要的作用。
AGV的应用能够提高物流效率,降低人力成本,减少物料损耗,因此受到了许多企业的青睐。
本文将就AGV应用的实施方案进行探讨,旨在为企业在引入AGV时提供一些参考和建议。
二、AGV应用实施方案1. 确定需求在引入AGV之前,企业需要明确自身的需求。
这包括确定AGV的使用场景、运载物料的类型和重量、工作环境的特点等。
只有充分了解自身需求,才能选择适合的AGV类型和规格。
2. 选择合适的AGV根据企业的需求,选择适合的AGV类型。
不同的AGV具有不同的功能和特点,有些适合在狭窄的空间内操作,有些适合在宽敞的仓库中运行,有些能够搬运重型物料,有些适合进行快速的分拣。
因此,选择合适的AGV至关重要。
3. 进行现场测量在确定AGV类型后,需要进行现场测量,确保AGV能够顺利运行。
测量工作包括确定AGV的运行路径、安装充电桩的位置、标定AGV 的停靠点等。
只有合理规划现场布局,才能保证AGV的正常运行。
4. 进行系统集成AGV通常需要与企业的物料搬运系统、仓储管理系统等进行集成。
在进行系统集成时,需要充分考虑各个系统之间的兼容性和稳定性,确保AGV能够顺利与其他系统进行通讯和协同作业。
5. 进行培训和试运行在AGV引入使用之前,需要对相关人员进行培训,使其了解AGV的操作方法、故障处理等。
同时,进行试运行,发现问题并及时解决,确保AGV的正常运行。
6. 完善管理制度引入AGV后,企业需要建立完善的管理制度,包括对AGV的日常维护、保养、故障处理等进行规范,确保AGV能够长期稳定运行。
三、结论AGV的应用能够为企业带来诸多好处,但在引入AGV时需要充分考虑自身需求,选择合适的AGV类型,进行现场测量和系统集成,同时进行培训和试运行,并建立完善的管理制度。
只有这样,才能充分发挥AGV的作用,提高物流效率,降低成本,提升竞争力。
agv实施方案

agv实施方案I. 概述AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引车)是一种通过内置导航系统和传感器实现自主导航的无人驾驶车辆。
本文将详细介绍AGV实施方案,包括设计原则、实施步骤和实施考虑因素。
II. 设计原则1. 系统化:AGV实施应基于整体的系统化设计,包括导航系统、传感器、运动控制等。
2. 灵活性:实施方案应能灵活适应不同场地和任务需求,具备多样化的功能和配置。
3. 安全性:AGV需要具备完备的安全措施,包括障碍物检测、紧急停机等,确保在运行过程中不会对人员和设备造成伤害。
4. 可扩展性:实施方案应具备可扩展性,以便在未来根据需求进行升级和扩展。
III. 实施步骤1. 系统规划a. 确定AGV的使用场景和任务需求。
b. 绘制场地的平面图,标注必要的标志和区域。
c. 分析场地流程,确定需要的AGV数量和配置。
2. 硬件选型a. 选择适合项目需求的AGV类型,包括平台式、导引式、升降式等。
b. 选取高性能的导航系统和传感器,确保AGV准确感知环境和实时响应。
c. 考虑电池续航能力和充电系统,以保证AGV的长时间运行。
3. 软件开发a. 针对AGV的导航、路径规划和任务调度等功能进行软件开发。
b. 与硬件进行有效的通信和控制,确保AGV能够准确执行指令。
c. 开发实时监控系统,用于追踪AGV的状态和运行情况。
4. 系统部署a. 进行系统组装、调试和测试,确保系统的正常运行。
b. 针对场地标记和区域设定进行校准和调整,确保AGV的导航准确性。
c. 培训使用人员,指导其对系统操作和日常维护的方法。
5. 运营和改进a. 监控和评估AGV的运营情况,收集数据并进行分析。
b. 定期维护和保养AGV,确保其长期可靠运行。
c. 根据运营数据和反馈,进行系统的改进和优化。
IV. 实施考虑因素1. 场地环境:不同场地的大小、地形和布局将影响AGV的导航和路径规划。
2. 载荷要求:根据不同的任务需求,AGV可能需要具备不同的载荷能力和升降能力。
agv实施方案

agv实施方案AGV(Automatic Guided Vehicle)即自动导引车,是指能够按照预定路线,自动运行并完成物品搬运任务的无人驾驶车辆。
本文将介绍关于AGV实施方案的内容和步骤。
一、需求分析在实施AGV之前,首先需要进行需求分析,明确使用AGV的目的和具体需求。
例如,是用于工业生产线上的物料搬运,还是用于医院内的药品送货等。
需求分析的目的是为了确定AGV的使用场景、功能需求以及性能指标,为后续的实施提供依据。
二、地面布局优化AGV的运行需要有一个合理的地面布局,包括各个工作区域的划分以及行走通道的规划。
在地面布局优化中,需要考虑最短路径规划、交通流量优化和安全保障等因素,以提高AGV的运行效率和安全性。
三、设备选型根据需求分析的结果,选择合适的AGV设备。
设备选型需要考虑载荷能力、运行速度、导航方式、能源类型等方面的因素。
同时,还要考虑设备的可靠性、维护性和成本等方面的因素。
选择适合的设备能够最大程度地满足需求,并提高工作效率。
四、导航系统实施AGV需要有一个可行的导航系统来进行定位和路径规划。
常见的导航系统包括激光导航、磁导航和视觉导航等。
导航系统的实施需要进行地图绘制和定位参数设置等工作。
导航系统的准确性和稳定性对于AGV的运行至关重要。
五、通信系统建设AGV需要与其他设备、系统进行通信,以实现任务调度和信息传递。
通信系统建设包括网络建设、通信协议确定和接口设计等方面的工作。
通信系统的稳定性和实时性对于AGV的任务协调和执行具有重要影响。
六、安全保障AGV的安全保障需要考虑两个方面。
一方面是保障AGV自身的安全,例如防止碰撞、跌落和故障等。
另一方面是确保与人员和其他设备的安全交互。
为实现这些目标,需要在AGV设备上进行传感器安装和安全算法的开发与实施。
七、系统集成与调试在完成各个模块的实施后,需要进行系统集成和调试。
具体工作包括软硬件的连接、系统功能测试和性能优化等。
系统集成与调试的目的是确保整个AGV实施方案的可用性和稳定性。
agv实施方案

agv实施方案一、概述自动引导车(Automated Guided Vehicle,简称AGV)是一种能够在工业或商业环境中自动移动和执行任务的机器人。
本文旨在提供一份AGV实施方案,以指导企业在生产或物流过程中引入AGV系统的步骤和注意事项。
二、需求分析在实施AGV系统之前,企业需要进行需求分析,明确引入AGV的目的和期望效果。
需求分析主要包括以下几个方面:1. 识别痛点和需求:明确当前生产或物流过程中存在的痛点或需求,例如搬运重物、物料追踪、生产线程积等问题。
2. 确定目标:根据识别出的痛点和需求,明确引入AGV的目标,例如提高生产效率、降低人力成本、减少误差等。
3. 评估环境:分析企业所处的环境特点,包括工厂布局、物料种类、通道宽度、电磁干扰等,以确定AGV的适用性和实施方案。
三、方案设计在完成需求分析后,企业需要进行AGV系统的方案设计,包括以下步骤:1. AGV类型选择:根据需求和环境特点选择适合的AGV类型,例如叉车型AGV、激光导航AGV、磁导航AGV等。
2. 布局规划:根据工厂布局和物料流程,确定AGV的行驶路径、充电站点、物料交接点等,保证AGV系统能够高效运行。
3. 系统集成:选择合适的AGV供应商,进行AGV系统的集成安装,包括导航设备、传感器、通信系统等的配置。
4. 软件开发:开发AGV的控制软件,实现AGV的路径规划、动作控制、任务调度等功能。
5. 安全规范:设计安全措施,避免AGV与人员或其他设备发生碰撞,例如安装防撞传感器、设置安全警示标识等。
四、试点实施在方案设计完成后,企业可以选择先进行试点实施,以验证AGV系统的可行性和效果。
试点实施主要包括以下几个步骤:1. 选择试点区域:选择一个小范围的区域进行试点实施,例如一条生产线、一个仓库区域等。
2. 配置AGV:在试点区域内配置AGV系统,包括安装导航设备、设置路径、调试软件等。
3. 测试验证:进行试点实施的测试验证,检验AGV系统的性能和稳定性,例如执行物料搬运任务、自主避障等。
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AGV视觉导航设计方案-经典————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:AGV搬运机器人视觉导航方案AGV(Automated Guided Vehicle,AGV)作为现代制造系统中的物料传送设备已经得到了广泛应用。
从理论上看,视觉导引AGV具有较好的技术应用前景,然而其却没能像电磁导引和激光导引AGV 那样广泛使用,主要问题在于视觉导引技术在实时性、鲁棒性和测量精度方面还有待进一步突破。
由多个AGV 单元组成的AGV 系统(Automated Guided Vehicle System,AGVS)配有系统集成控制平台,对AGV 的作业过程进行监管和优化,例如,创建任务、地图生成、发出搬运指令、控制AGV 的运行路线、跟踪传送中的零件以及多AGV 的任务规划和调度。
将AGV 与外部自动化物流系统、生产管理系统有机结合,对系统内每台AGV 合理地分配当前任务、选择最佳路径、实时图形监控、管理运行安全,实现信息化的管理和生产,方便地构成由调配中心计算机控制的自动化生产线、自动仓库和全自动物流系统。
目前视觉导引方式主要方法有基于局部视觉和全局视觉两种方法。
基于视觉导引的AGV 还没有大规模产业化,但其潜在的市场前景使其成为近几年来国内外AGV 研究的热点。
全局视觉导引方法是将摄像机安装在天花板或者墙上,以整个工作环境为目标,对包括AGV、导引路径、障碍物等进行对象识别,对各个摄像机获取的图像进行基于特征的图像融合,得到全局地图。
在生成的全局地图中,每个AGV 单元,导引线,障碍物的绝对坐标都能够实时获取。
全局视觉方法相对于将摄像机安装在车体上的局部视觉方法,在多AGV 调度、障碍物检测(固定和移动)、避障、全局监测方面更具优势。
尤其是可以对AGV 和障碍物的特征进行分类,通过增强型的卡尔曼滤波方法进行运动估计,动态跟踪每一个目标的位置、速度。
但是这种方法要根据不同的现场环境,按照视野不被遮挡并覆盖整个工作空间的原则,根据摄像机放置算法决定摄像机的数目、安装位姿。
因此这张全局视觉方法仅仅适用于室内且空间较大的场合,而且导引精度较低。
相对而言,目前国内外研究较多的是局部视觉导引方式。
局部视觉导引方式是将单车看作一个智能体,在车上安装摄像机和图像采集系统实时地处理环境信息,其主要有基于自然场景和结构化场景两种导航方式。
基于自然场景的导航方式通过运行路径周围环境的图像信息与环境图像数据库中的信息进行比较,从而确定当前位置并对运行路线做出决策。
这种方法不要求设置任何物理路径,在理论上具有最佳的柔性;但三维图像处理的实时性差和环境图像数据库的难以建立,限制了它的实际应用。
基于结构化场景的导引方式一般是在地面粘贴或铺设一些特殊形状或颜色的线路和符号,由视觉系统识别预定义的路经,包括导引路径相对AGV 的位置偏差和角度偏差、路径节点、工位、转弯、停车、加减速等标识。
这种视觉导航方式的优点是视觉系统只需提取预设的特定目标,并根据目标特征的先验知识做进一步的计算,提高了图像处理的速度和系统的鲁棒性。
基于结构化场景的视觉导航技术能较好满足柔性制造系统对物流设备在导向柔性、空间利用、运行安全性以及成本等方面的要求,具有路径设置柔性高、信息识别速度快、导航稳定程度好、导航行走精度高和导向信息容量大等突出优点,因此有着更广阔的应用前景,也是国内外研究机构和学者近年来研究较多的视觉导引方式。
1、视觉导引AGV 系统运动型视觉导引AGV 系统模型图如图 1 所示。
图 1 视觉导引AGV 系统模型图AGV 的差速驱动系统由左右两个直流伺服电机驱动的驱动轮组成,其前后两个万向轮起支撑作用,这种驱动结构可以通过调节两个驱动轮的速度和转向,实现前进、后退双向运动。
当两驱动轮的速度相同且方向一致时,AGV 做直线运动;当两驱动轮的速度相同且方向相反时,AGV 绕驱动轮轴线的中心点做原地自转运动;当两驱动轮的速度不同时,AGV 能做任意转弯半径的圆弧运动。
差速转向驱动方式具有无最小转弯半径限制且能够双向运动的优点。
控制系统通过安装在驱动轴上的编码器反馈,组成一个闭环系统。
基于两轮差速驱动的AGV 路径跟踪法采用PID 控制法。
导引用摄像机位于运动控制中心点上方,垂直于地面安装。
这种设计方式使得运动控制中心点在摄像机视野内,能够获得即时和未来小范围内前进、后退两个方向的路径信息。
这种安装方式因视野小,模型估计的精度相对较高,同时也不易受到外界环境的干扰;但其也弱化了对路径的预测功能,因此对视觉测量和运动控制的实时性要求更高。
封闭的AGV 车体内成像较暗,有必要放置辅助照明光源,同时也可以提高对环境光的抗干扰性,将用于照明的环形LED 光源与摄像机同轴放置有利于系统的模块化设计,便于安装和维护。
1)视觉定位利用AGV 上车载传感器的感知信息估计其在给定环境中的位姿。
AGV 作为物料传输工具,在运动途中,对其行走精度要求不高,在工作点要求其有较高的定位精度。
在大多数工业应用中,位置精度一般要求在±10mm 内,姿态精度一般要求在±1°内。
在常用的AGV 导航方式中,激光导引的定位精度能达到±3mm,电磁导引的定位精度能达到±5mm。
通过识别预先设置的参照路标,求出AGV 相对于路标在局部坐标系下的方位,根据已知的这些路标在全局坐标系下的坐标,通过坐标变换可以求出AGV 在全局坐标系中的坐标。
这种方法的测量精度依赖于摄像机的分辨率和摄像机视野范围的大小,这两者决定了图像单位像素相对真实场景的放大倍数。
2)路径规划和调度制造单元或工作站之间的物料传送靠AGV 来实现,因而,在创建AGVS 导引地图中,十字路口、丁字路口、直角转弯、路径编号、停车工位、仓库编号等规划系统运行的拓扑地图。
在视觉导引AGVS 中,采用在地面贴数字0~9 或者阿拉伯字母a~z 来描述这些信息,由车载视觉系统对采集的实时图像进行分析和识别。
AGV 识别的信息特征通过无线通讯报告给地面控制站,地面控制站查找数据库系统中相对应的AGV 编号和标记特征,判断此AGV 在柔性生产线中的位置,再综合路径编号、目的地、加工工艺和其他AGV 的信息,根据中心控制计算机的任务调度确定最佳路线、运行速度、等待时间等,通过无线通讯返回控制命令给每台AGV。
3)射频识别(RFID)RFID系统是一种具有广泛应用前景的自动识别系统。
基本的射频识别系统由RFID 电子标签(Tag 或者Transponder)和RFID 读写器构成,电子标签的存储容量高达32K bits。
根据射频工作的频段和应用场合的不同,RFID 能够识别从几厘米到几十米范围内的电子标签,并且能在运动中实时读取。
采用在AGV 路径旁放置非接触射频卡,由车载射频卡读卡器实时读取射频卡中存储的加减速、路径编号、工位编号、仓库编号、等待时间等大量信息,能够很好地解决视觉识别标识特征所带来的实时性、多义性问题。
2、视觉导航与运动控制平台设计采用基于双处理器的分布式嵌入式系统来设计视觉导引AGV。
善于并行计算的DSP/FPGA 处理器作为视觉系统处理器,主要用于对地面环境的视频采集、视觉信息处理和RFID 信息获取;善于事务处理的ARM 处理器作为运动控制器和任务管理处理器,负责AGV 单车的运动控制、无线通信、任务管理和其它辅助功能。
AGV 车载系统平台主要包括视觉导航和车辆控制两大功能。
(1)视觉导航功能由摄像机采集导引路径场景信息,DSP 由采集的视频图像识别出当前的路径模型并精确计算AGV 相对导引路径之间的位置关系,然后融合RFID 传感器信息,获得AGV 在拓扑地图中的位置。
导航功能不仅要完成视频采集、图像预处理、路径识别以及路径模型参数估计等计算量大的视觉信息处理,而且要完成与运动控制器双向通讯和RFID 信息读取,对算法和通讯的实时性要求较高。
视觉导航模块采用基于DSP 的嵌入式系统平台,其主要特点是具有专门的视频采集和处理单元,并且具有并行计算能力和流水线指令,数值运算功能强大,外围接口丰富。
(2)车辆控制功能主要涉及到多类型传感器输入,运动控制信号输出,需要接口类型丰富,能够处理多种逻辑任务,相对于导航功能模块,其运算能力要求不高,但是需要能够实时响应外设信号。
将车辆控制模块硬件模块化,采用配置实时操作系统的ARM处理器来处理车辆传感器输入、运动控制输出和通讯任务。
整个单车AGV 分布式嵌入式系统工作原理如图2所示。
DSPARM无线通讯PC图2 嵌入式平台工作原理图CCD 摄像机获取导引路径场景PAL 制式模拟视频,经视频解码后,由DSP 进行视觉信息采集与处理,并融合RFID 信息后,获得完整的导航信息,再经串口通讯发给ARM 控制器。
控制器通过工业无线以太网串口将AGV 的状态信息通过工业无线通讯发送到地面控制站PC,并通过与地面控制站的双向通讯获取运行任务,然后根据DSP 发送的导引路径信息做出运行决策,完成导航任务。
在运行的过程中,控制器还要能够实时处理传感器信号输入,并能够接受手持遥控器的控制。
在嵌入式实时操作系统DSP/BIOS 上实现视频采集、视觉信息处理、RFID信息采集和通讯等多任务处理;以ARM 为运动控制和任务管理处器,主要实现路径跟踪、工业无线以太网通讯和任务管理。
将RFID 技术融合到视觉系统中,由车载RFID 读写器实时读取路径旁放置的电子标签,获取速度等级、路径编号、工位编号、分支路径节点编号、仓库编号、等待时间等大量节点信息。
组建小型AGVS,并开发地面控制站AGV 调度监控系统,实现AGVS 地图创建、工位标识、路径规划、任务调度和状态监控等功能。
分布式嵌入式系统采用模块化设计方法,整个系统基于导航和车辆控制两大功能划分为3 个硬件模块,分别为基于DSP 的视觉导航板模块、基于ARM 处理器的车辆控制板模块和为设备提供不同电压的电源管理板模块。
每个模块单独设计为一个功能板,各模块原理图如图3所示。
DSPARM图3 嵌入式系统模块化设计视觉导航板以DSP 为核心,外围扩展了视频采集、SDRAM 数据存储器、FLASH 程序存储器、E2PROM 电可擦只读存储器、串口RS232 收发器和视频输出功能。
通过TL16C752 串口收发器扩展两个通道的串口通讯,分别用于与RFID 读写器和LPC2200 ARM的数据交互。
车辆控制板以ARM 为核心,该处理器具有A/D、RS232、I/O 输入输出、PWM脉冲调制等多种接口,外围扩展了光电编码器测速反馈、直流伺服电机驱动器PWM 控制、电机正反转I/O 控制、传感器I/O 输入检测、声光报警I/O 输出、移载平台I/O 控制、工业无线以太网通信、蓄电池电压检测和液晶显示功能。