Agv小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)，包括建立原始數(shù)據(jù)庫，對AGV小車運行過程中的行走距離及AGV小車的左、右輪差速比進行采樣；及左、右輪差速比信息傳輸至原始數(shù)據(jù)庫，原始數(shù)據(jù)庫將接受的信息與正常行駛的AGV小車的左、右輪差速比進行比對，發(fā)出故障報警信號，且將差值信號發(fā)送至處理模塊，處理模塊接收差值信號后進行處理，并發(fā)出信號至控制單元，控制單元發(fā)出控制信號用于調(diào)節(jié)AGV小車的左、右輪速度，從而實現(xiàn)AGV小車自適應(yīng)調(diào)整，或者檢修操作。
【專利說明】
AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及AGV小車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] AGV自動導(dǎo)航小車是一種能夠在調(diào)度系統(tǒng)或者人工指令的情況下，自動完成貨物 裝卸和輸送的只能運輸設(shè)備，因此AGV自動導(dǎo)航小車廣泛應(yīng)用在物流分揀倉庫中，目前業(yè)內(nèi) 的出現(xiàn)的AGV導(dǎo)航控制系統(tǒng)主要由磁導(dǎo)引、慣性導(dǎo)引、激光導(dǎo)引等方式，其中慣性導(dǎo)引、激光 導(dǎo)引的方式由于抗外界干擾能力較弱，遠沒有磁導(dǎo)引應(yīng)用廣泛。
[0003]目前已經(jīng)應(yīng)用的磁導(dǎo)引AGV小車運行的方式有多種，每種磁導(dǎo)引方式對應(yīng)的磁導(dǎo) 航傳感器的結(jié)構(gòu)各具特點，比如單排掃描方式、前后兩排方式、多個陣列式以及"T"型方式 等等，上述的磁導(dǎo)引方式作用也僅僅是提高了導(dǎo)航過程中的掃描精度。然而實際的AGV小車 應(yīng)用的工況環(huán)境相當(dāng)惡劣，AGV小車在長期運行中受到諸多因素的影響，從而造成AGV小車 運行不穩(wěn)定，甚至無法正常運行。AGV小車在實際運行的過程中，磁軌因為踩踏而造成破損、 斷裂、彎曲變形，磁軌因為外界影響造成磁性減弱、消磁，AGV小車動力輪磨損、粘結(jié)異物， AGV小車電機齒輪磨損造成左右輪速差異等等問題。受到上述諸多問題的困擾，容易造成 AGV小車運行不穩(wěn)定或者無法運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是:提供一種AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)，能夠自動實施對AGV 小車運行軌跡的調(diào)節(jié)，確保AGV小車運行的穩(wěn)定性。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法采用的技術(shù)方案是：
[0006] 方法包括如下步驟：
[0007] a)、建立原始數(shù)據(jù)庫，所述原始數(shù)據(jù)庫用于記錄AGV小車在軌道上正常運行時行走 距離L以及行走距離所在位置對應(yīng)的AGV小車的左、右輪差速比A;
[0008] b)、計算AGV小車行走距離L1;
[0009] c)、對AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速A1比進行采樣； [0010] c)、將采樣后的AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速比A1 信息傳輸至原始數(shù)據(jù)庫，原始數(shù)據(jù)庫將接受的信息與AGV小車正常運行時行走距離L以及行 走距離所在位置對應(yīng)的AGV小車的左、右輪差速比A進行比對，并作出如下判斷：
[0011] 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值小于或 等于設(shè)定的閾值f時，則重復(fù)步驟b至c;
[0012] 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值大于設(shè) 定的閾值f時，則發(fā)出故障報警信號，且將差值信號發(fā)送至處理模塊，處理模塊接收差值信 號后進行處理，并發(fā)出信號至控制單元，控制單元發(fā)出控制信號用于調(diào)節(jié)AGV小車的左、右 輪速度。
[0013] 本發(fā)明還存在以下特征：
[0014] 所述步驟b中，AGV小車行走距離L的計算方法如下：
[0015] 首先，在AGV小車的左、右輪上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器；
[0016] 然后測量左、右輪的周長；
[0017] 得出行走距離 ΑΡ
[0018] 其中，C為左、右輪的周長，Ρ為旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖數(shù)，ΔΡ為轉(zhuǎn)動周期脈沖數(shù)。
[0019] 所述步驟a中，原始數(shù)據(jù)庫包括二維坐標系，其中橫坐標為AGV小車正常運行時行 走距離L，縱坐標為AGV小車正常行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在在軌道上正常行駛一圈 得出二維坐標圖；
[0020] 建立以AGV小車運行過程中的行走距離L1為橫坐標及以AGV小車的左、右輪差速A1 為縱坐標的二維坐標圖；
[0021] 在原始數(shù)據(jù)庫包括二維坐標系中選取多段樣本點集合yi，在AGV小車運行過程中 建立的二維坐標系中選取多段樣本點集合 Xl，通過在兩個坐標系中選取的多段樣本，計算 兩個坐標系中的離散度差
?中，N表示取樣的樣本數(shù)量，然后根據(jù)計 算的離散度差值σ與閾值f進行比較;如若〇>f，則發(fā)出故障報警信號，且將差值信號發(fā)送至 處理模塊，處理模塊接收差值信號后進行處理，并發(fā)出信號至控制單元，控制單元發(fā)出控制 信號用于調(diào)節(jié)AGV小車的左、右輪速度。
[0022] 為實現(xiàn)上述目的，AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是：
[0023]系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器包括用于記錄AGV小車正常行駛的左、右輪 速度以及根據(jù)AGV小車的輪速得出的AGV小車行駛的距離的原始數(shù)據(jù)庫；
[0024] 系統(tǒng)還包括設(shè)置在AGV小車左、右輪的輪速傳感器，輪速傳感器用于采集AGV小車 左、右輪的輪速；
[0025] 輪速傳感器將采集的左、右輪的輪速信號發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；
[0026]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器包括處理模塊，處理模塊接收輪速傳感器將采集的左、右輪的輪速 信號后進行處理、判斷，并發(fā)出控制信號至控制單元，控制單元發(fā)出控制信號用于調(diào)節(jié)制 AGV小車的左、右輪速度。
[0027] 本發(fā)明還存在以下特征：
[0028]所述輪速傳感器為設(shè)置在AGV小車左、右輪的旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器用于采集脈 沖數(shù)及轉(zhuǎn)動周期脈沖數(shù)信號。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的技術(shù)效果為:通過建立AGV小車在正常行駛下的原 始數(shù)據(jù)庫，原始數(shù)據(jù)庫用于作為比對的參考，AGV小車在行駛的過程中，實時采集左、右輪差 速比數(shù)據(jù)，將采集的實時左、右輪差速比數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)庫的正常情況下AGV小車的左、右 輪差速比數(shù)據(jù)進行比較，如若大于設(shè)定的閾值時，可基本確定AGV小車在行駛過程中遇到了 問題，或者是磁軌道的問題，或者是AGV小車的轉(zhuǎn)輪問題，控制單元根據(jù)左、右輪差速比數(shù) 據(jù)，調(diào)整AGV小車的左、右輪速度，使得AGV小車的左、右輪差速比落入正常行駛時的原始數(shù) 據(jù)庫內(nèi)，從而實現(xiàn)AGV小車自適應(yīng)調(diào)整，如若無法再短時間內(nèi)實現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整，則說明問題 較為嚴重，從而需要進行報警，或者停止AGV小車，進行檢修操作。
【附圖說明】
[0030]圖1是AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ]圖2是AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法的邏輯框圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明實施例中的一側(cè)次取樣周期示意圖；
[0033] 圖4是原始數(shù)據(jù)庫中AGV小車直線行走曲線圖；
[0034] 圖5是原始數(shù)據(jù)庫中AGV小車彎道行走曲線圖；
[0035] 圖6是原始庫中AGV小車完整一圈行走曲線圖；
[0036] 圖7是本發(fā)明實施例中一次取樣周期中AGV小車正常直線行走和受干擾直線行走 對比曲線圖；
[0037] 圖8是本發(fā)明實施例中一次取樣周期中AGV小車正常彎道行走和受干擾彎道行走 對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0038] 結(jié)合圖1至圖8,對本發(fā)明作進一步地說明：
[0039] 首先針對AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法，進行詳細的闡述：
[0040] AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法，方法包括如下步驟：
[0041] a)、建立原始數(shù)據(jù)庫10,所述原始數(shù)據(jù)庫10用于記錄AGV小車在軌道上正常運行時 行走距離L以及行走距離所在位置對應(yīng)的AGV小車的左、右輪差速比A;
[0042] b)、計算AGV小車行走距離L1;
[0043] c)、對AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速A1比進行采樣；
[0044] c)、將采樣后的AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速比A1 信息傳輸至原始數(shù)據(jù)庫10,原始數(shù)據(jù)庫10將接受的信息與AGV小車正常運行時行走距離L以 及行走距離所在位置對應(yīng)的AGV小車的左、右輪差速比A進行比對，并作出如下判斷：
[0045]采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值小于或 等于設(shè)定的閾值f時，則重復(fù)步驟b至c;
[0046]采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值大于設(shè) 定的閾值f時，則發(fā)出故障報警信號，且將差值信號發(fā)送至處理模塊20,處理模塊20接收差 值信號后進行處理，并發(fā)出信號至控制單元30,控制單元30發(fā)出控制信號用于調(diào)節(jié)AGV小車 的左、右輪速度。
[0047]通過建立AGV小車在正常行駛下的原始數(shù)據(jù)庫10,原始數(shù)據(jù)庫10用于作為比對的 參考，AGV小車在行駛的過程中，實時采集左、右輪差速比數(shù)據(jù)，將采集的實時左、右輪差速 比數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)庫10的正常情況下AGV小車的左、右輪差速比數(shù)據(jù)進行比較，如若大于設(shè) 定的閾值f時，可基本確定AGV小車在行駛過程中遇到了問題，或者是磁軌道的問題，或者是 AGV小車的轉(zhuǎn)輪問題，控制單元30根據(jù)左、右輪差速比數(shù)據(jù)，調(diào)整AGV小車的左、右輪速度，使 得AGV小車的左、右輪差速比落入正常行駛時的原始數(shù)據(jù)庫10內(nèi)，從而實現(xiàn)AGV小車自適應(yīng) 調(diào)整，如若無法再短時間內(nèi)實現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整，則說明問題較為嚴重，從而需要進行報警，或 者停止AGV小車，進行檢修操作。
[0048] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，為快速準確的確定AGV小車的運行位置，所述步驟b中， AGV小車行走距離L的計算方法如下：
[0049] 首先，在AGV小車的左、右輪上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器；
[0050] 然后測量左、右輪的周長；
[0051] 得出行走距離= &Ρ
[0052] 其中，C為左、右輪的周長，Ρ為旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖數(shù)，ΔΡ為轉(zhuǎn)動周期脈沖數(shù)。
[0053]通過設(shè)置在左、右輪上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器，從而可方便采集AGV小車的運行距離信 號，進而確定位于該運行距離所在位置的AGV小車的左、右輪的旋轉(zhuǎn)速度，進而確定AGV小車 的左、右輪的差速比，方便實施對原始數(shù)據(jù)庫10內(nèi)所在行走距離對應(yīng)的AGV小車的左、右輪 的差速比進行比對，以確定AGV小車的運行過程中，是否出現(xiàn)故障。
[0054]所述步驟a中，原始數(shù)據(jù)庫10包括二維坐標系，其中橫坐標為AGV小車正常運行時 行走距離L，縱坐標為AGV小車正常行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在在軌道上正常行駛一 圈得出二維坐標圖；結(jié)合圖4和圖5，AGV小車在正常行駛過程中，磁軌道在運行的過程中會 出現(xiàn)直線行駛和彎曲行駛的情況，在直線行駛的過程中，AGV小車的左、右輪差速比為1，在 彎道行駛的過程中，由于AGV小車的左、右輪的轉(zhuǎn)速不同，在不同的彎道區(qū)域不同，差速比一 般在1到1.6之間，從而建立起AGV小車正常行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在軌道上正常 行駛一圈得出二維坐標圖，用作比對，最后的而且坐標圖如圖6所示。
[0055]結(jié)合圖7和圖8,建立以AGV小車運行過程中的行走距離L1為橫坐標及以AGV小車的 左、右輪差速A1為縱坐標的二維坐標圖；建立采樣后的二維坐標圖與AGV小車在軌道上正常 行駛得出二維坐標圖進行比對，從而可確定AGV小車的磨損情況。
[0056]為為進一步提高數(shù)據(jù)處理的精確度，結(jié)合圖3所示，在原始數(shù)據(jù)庫10包括二維坐標 系中選取多段樣本點集合yi，在AGV小車運行過程中建立的二維坐標系中選取多段樣本點 集合Xl，通過在兩個坐標系中選取的多段樣本，計算兩個坐標系中的離散度差值
中，N表示取樣的樣本數(shù)量，然后根據(jù)計算的離散度差值σ與閾值f進 行比較;如若〇>f，則發(fā)出故障報警信號，且將差值信號發(fā)送至處理模塊20,處理模塊20接 收差值信號后進行處理，并發(fā)出信號至控制單元30,控制單元30發(fā)出控制信號用于調(diào)節(jié)AGV 小車的左、右輪速度。
[0057]下面給出AGV小車在行駛的過程中，AGV系統(tǒng)問題的判斷表格，以及對應(yīng)的調(diào)整方 式：
[0059]
[0060] 上述的自適應(yīng)調(diào)整方式采用PID算法進行調(diào)整行走控制系數(shù)，改變左、右輪的差速 比，用來彌補誤差。
[0061 ]下面針對AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，進行介紹：
[0062]結(jié)合圖1所示，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器40，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器40包括用于記錄AGV小車 正常行駛的左、右輪速度以及根據(jù)AGV小車的輪速得出的AGV小車行駛的距離的原始數(shù)據(jù)庫 10；
[0063]系統(tǒng)還包括設(shè)置在AGV小車左、右輪的輪速傳感器50,輪速傳感器50用于采集AGV 小車左、右輪的輪速；
[0064]輪速傳感器50將采集的左、右輪的輪速信號發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器40;
[0065]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器40包括處理模塊20,處理模塊20接收輪速傳感器50將采集的左、右 輪的輪速信號后進行處理、判斷，并發(fā)出控制信號至控制單元30,控制單元30發(fā)出控制信號 用于調(diào)節(jié)AGV小車的左、右輪轉(zhuǎn)速。
[0066]通過上述的輪速傳感器50用來采集AGV小車的左、右輪轉(zhuǎn)速信號，從而發(fā)送至數(shù)據(jù) 庫服務(wù)器40包括處理模塊20，進而對速度進行判斷，比對，從而可得到AGV小車是否出現(xiàn)故 障，如若出現(xiàn)故障，需要對故障進行報警，然后通過處理模塊20對左、右輪轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，進 而使得AGV小車完成自適應(yīng)導(dǎo)航，克服一半的困難。
[0067]所述輪速傳感器50為設(shè)置在AGV小車左、右輪的旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器用于采集 脈沖數(shù)及轉(zhuǎn)動周期脈沖數(shù)信號。
【主權(quán)項】
1. AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航方法，其特征在于:方法包括如下步驟： a) 、建立原始數(shù)據(jù)庫（10)，所述原始數(shù)據(jù)庫（10)用于記錄AGV小車在軌道上正常運行時 行走距離LW及行走距離L所在位置對應(yīng)的AGV小車的左、右輪差速比A; b) 、計算AGV小車行走距離L1; C)、對AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速A1比進行采樣； C)、將采樣后的AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速比A1信息 傳輸至原始數(shù)據(jù)庫（10)，原始數(shù)據(jù)庫（10)將接受的信息與AGV小車正常運行時行走距離LW 及行走距離所在位置對應(yīng)的AGV小車的左、右輪差速比A進行比對，并作出如下判斷： 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下，采樣 的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值小于或等于 設(shè)定的闊值f時，則重復(fù)步驟b至C; 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下，采樣 的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值大于設(shè)定的 闊值f時，則發(fā)出故障報警信號，且將差值信號發(fā)送至處理模塊(20)，處理模塊(20)接收差 值信號后進行處理，并發(fā)出信號至控制單元(30)，控制單元(30)發(fā)出控制信號用于調(diào)節(jié)AGV 小車的左、右輪速度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AGV自適應(yīng)導(dǎo)航方法，其特征在于:所述步驟b中，AGV小車行走 距離L的計算方法如下： 首先，在AGV小車的左、右輪上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器； 然后測量左、右輪的周長； 得出行走距離王]=C^; AP 其中，C為左、右輪的周長，P為旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖數(shù)，ΔΡ為轉(zhuǎn)動周期脈沖數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的AGV自適應(yīng)導(dǎo)航方法，其特征在于:所述步驟a中，原始數(shù)據(jù)庫 (10)包括二維坐標系，其中橫坐標為AGV小車正常運行時行走距離L，縱坐標為AGV小車正常 行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在在軌道上正常行駛一圈得出二維坐標圖； 建立WAGV小車運行過程中的行走距離L1為橫坐標及WAGV小車的左、右輪差速A1為 縱坐標的二維坐標圖。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的AGV自適應(yīng)導(dǎo)航方法，其特征在于:在原始數(shù)據(jù)庫（10)包括二 維坐標系中選取多段樣本點集合yi，在AGV小車運行過程中建立的二維坐標系中選取多段 樣本點集合XI，通過在兩個坐標系中選取的多段樣本，計算兩個坐標系中的離散度差值，其中，N表示取樣的樣本數(shù)量，然后根據(jù)計算的離散度差值0與闊值f進 行比較；如若〇>f，則發(fā)出故障報警信號，且將差值信號發(fā)送至處理模塊（20)，處理模塊 (20)接收差值信號后進行處理，并發(fā)出信號至控制單元(30)，控制單元(30)發(fā)出控制信號 用于調(diào)節(jié)AGV小車的左、右輪速度。 5 .AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(40)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 (40)包括用于記錄AGV小車正常行駛的左、右輪速度W及根據(jù)AGV小車的輪速得出的AGV小 車行駛的距離的原始數(shù)據(jù)庫（10); 系統(tǒng)還包括設(shè)置在AGV小車左、右輪的輪速傳感器(50)，輪速傳感器(50)用于采集AGV 小車左、右輪的輪速； 輪速傳感器巧0)將采集的左、右輪的輪速信號發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(40); 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(40)包括處理模塊（20)，處理模塊（20)接收輪速傳感器(50)將采集的 左、右輪的輪速信號后進行處理、判斷，并發(fā)出控制信號至控制單元(30)，控制單元(30)發(fā) 出控制信號用于調(diào)節(jié)AGV小車的左、右輪速度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的AGV小車自適應(yīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述輪速傳感器(50) 為設(shè)置在AGV小車左、右輪的旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器用于采集脈沖數(shù)及轉(zhuǎn)動周期脈沖數(shù)信 號。
【文檔編號】G05D1/02GK105974924SQ201610571793
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月19日
【發(fā)明人】李紅, 高琳琳
【申請人】合肥學(xué)院