Agv小車行駛的控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種AGV小車行駛的控制方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括用于控制各AGV小車的中央控制單元，中央控制單元發(fā)出調(diào)度指令至各AGV小車上的控制單元，并控制AGV小車的移動(dòng)，AGV小車上設(shè)置有用于探測(cè)障礙物的傳感器，傳感器采集的障礙物信號(hào)發(fā)送至控制單元，控制單元根據(jù)障礙信號(hào)進(jìn)行判斷，控制單元發(fā)出控制指令控制AGV小車的移動(dòng)速度，利用傳感器采集障礙物的存在的時(shí)間點(diǎn)及時(shí)間長(zhǎng)度，從而建立起障礙物數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)障礙物的產(chǎn)生的地點(diǎn)、頻率等，并設(shè)定一個(gè)障礙物出現(xiàn)的閾值，某一段的障礙物出現(xiàn)的次數(shù)多于或少于設(shè)定的閾值時(shí)，AGV小車行進(jìn)至該路段時(shí)，控制單元控制小車的速度，以確保障礙物能夠順利通過(guò)，避免產(chǎn)生沖突，確保整個(gè)AGV系統(tǒng)的有效運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】
AGV小車行駛的控制方法及系統(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小車行駛的控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]AGV自動(dòng)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(dòng)完成貨物裝卸和輸送的只能運(yùn)輸設(shè)備，因此AGV自動(dòng)導(dǎo)航小車廣泛應(yīng)用在物流分揀倉(cāng)庫(kù)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(yuǎn)沒(méi)有磁導(dǎo)引應(yīng)用廣泛。但是隨著柔性制造系統(tǒng)的引入，企業(yè)的生產(chǎn)線變得更加復(fù)雜，物料的需求更加靈活多變。AGV在整個(gè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的磁軌道上排布有多個(gè)，多AGV的行進(jìn)由系統(tǒng)的控制單元控制，在磁導(dǎo)軌的十字交叉口，磁導(dǎo)軌運(yùn)行速度不同的AGV小車，磁導(dǎo)軌上也會(huì)存在障礙物，該障礙物主要是存在于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的行人或者其他移動(dòng)的物體，上述移動(dòng)的障礙物經(jīng)常從AGV小車的運(yùn)行的磁軌道穿梭，當(dāng)AGV小車在遇到上述障礙物時(shí)，一般很難進(jìn)行調(diào)整，AGV小車與障礙物會(huì)產(chǎn)生碰撞，因此磁導(dǎo)引式多AGV的行駛安全性和穩(wěn)定性帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種AGV小車行駛的控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)GV小車的行進(jìn)進(jìn)彳丁調(diào)節(jié)，避免AGV小車彳丁進(jìn)廣生的沖突，提尚多AGV彳丁駛的安全性和穩(wěn)定性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，AGV小車行駛的控制方法采用的技術(shù)方案是:
[0005]方法包括如下步驟:
[0006]AGV小車行駛的控制方法，方法包括如下步驟:
[0007]a)、建立AGV小車在磁軌道上行走的電子地圖，確定小車當(dāng)前的位置；
[0008]b)、在AGV小車上設(shè)置用于探測(cè)障礙物的傳感器，并記錄傳感器檢測(cè)到障礙物的時(shí)間點(diǎn)tl ；
[0009]C)、當(dāng)AGV小車上的傳感器檢測(cè)到障礙物離開時(shí)，并記錄傳感器檢測(cè)到障礙物離開的時(shí)間點(diǎn)t2，計(jì)算障礙物的存在時(shí)間D = t2-tI;
[0010]d)、記錄某一路段L上且在一段時(shí)間TD出現(xiàn)障礙物的次數(shù)Ct、AGV小車在該段時(shí)間TD內(nèi)經(jīng)過(guò)該路段L的次數(shù)C，計(jì)算AGV小車出現(xiàn)障礙物的總時(shí)長(zhǎng)T，設(shè)定該路段出現(xiàn)障礙物的頻率閾值Pf;
[0011]貝Ij，該路段L出現(xiàn)故障的概率P= Ct/C;該路段L出現(xiàn)障礙物的平均時(shí)長(zhǎng)為Ta = T/Ct，
[0012]當(dāng)P多Pf時(shí)，則預(yù)測(cè)在該時(shí)間段TD內(nèi)及該路段L會(huì)出現(xiàn)障礙物，控制單元發(fā)出控制指令至AGV小車，并調(diào)節(jié)AGV小車速度，使得AGV小車執(zhí)行減速指令；
[0013]當(dāng)P彡P(guān)f時(shí)，則預(yù)測(cè)在該時(shí)間段TD內(nèi)及該路段L不會(huì)出現(xiàn)障礙物，AGV小車按照正常速度行駛；
[0014]當(dāng)P = O時(shí)，AGV小車正常行駛。
[0015]本發(fā)明還存在以下特征:
[0016]當(dāng)P彡P(guān)f時(shí)，控制單元發(fā)出控制指令至AGV小車，使得AGV小車按照速度S = Scur*P*k行駛，其中Scur為AGV小車在發(fā)現(xiàn)障礙物之前的行駛速度，k為比例系數(shù)；以使得AGV小車行駛至障礙物附近時(shí)，障礙物已經(jīng)離開AGV小車行駛的路徑。
[0017]當(dāng)PSPf時(shí)，若傳感器檢測(cè)出障礙物或者通過(guò)廣播接收到前方路段擁堵，則按照P彡P(guān)f時(shí)的情況行駛。
[0018]為實(shí)現(xiàn)上述目的，AGV小車行駛的控制系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是:
[0019]系統(tǒng)包括用于控制各AGV小車的中央控制單元，中央控制單元發(fā)出調(diào)度指令至各AGV小車上的控制單元，并控制AGV小車的移動(dòng)，AGV小車上設(shè)置有用于探測(cè)障礙物的傳感器，傳感器采集的障礙物信號(hào)發(fā)送至控制單元，控制單元根據(jù)障礙信號(hào)進(jìn)行判斷，控制單元發(fā)出控制指令控制AGV小車的移動(dòng)速度。
[0020]本發(fā)明還存在以下特征:
[0021]AGV小車上設(shè)置有急停開關(guān)，所述急停開關(guān)用于控制AGV小車的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷電及通電。
[0022]所述AGV小車的貨叉中間設(shè)有限位開關(guān)，限位開關(guān)用于控制AGV小車的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷電及通電。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的技術(shù)效果為:利用AGV小車自動(dòng)生成的電子地圖，判斷AGV小車所在的位置，然后讓AGV小車在磁軌道上運(yùn)行，利用傳感器采集障礙物的存在的時(shí)間點(diǎn)及時(shí)間長(zhǎng)度，從而建立起障礙物數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)障礙物的產(chǎn)生的地點(diǎn)、頻率等，并設(shè)定一個(gè)障礙物出現(xiàn)的閾值，某一段的障礙物出現(xiàn)的次數(shù)多于或少于設(shè)定的閾值時(shí)，AGV小車行進(jìn)至該路段時(shí)，控制單元控制小車的速度，以確保障礙物能夠順利通過(guò)，避免產(chǎn)生沖突，確保整個(gè)AGV系統(tǒng)的有效運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是AGV小車行駛的控制系統(tǒng)的邏輯框圖；
[0025]圖2是AGV小車行駛的電子地圖示意圖；
[0026]圖3是兩輛AGV小車同向而行的狀態(tài)示意圖；
[0027]圖4是多輛AGV小車在同一時(shí)刻到達(dá)同一個(gè)路口的狀態(tài)示意圖；
[0028]圖5是AGV小車運(yùn)行的路徑上出現(xiàn)了不移動(dòng)的障礙物的狀態(tài)示意圖；
[0029]圖6是AGV小車的混合式控制結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖7是AGV小車的體系結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ]圖8是AGV小車的中央集權(quán)與分開自制模式相結(jié)合的控制結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]結(jié)合圖1至圖8，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明:
[0033]首先針對(duì)AGV小車行駛的控制方法，進(jìn)行詳細(xì)的闡述:
[0034]AGV小車行駛的控制方法，方法包括如下步驟:
[0035]a)、建立AGV小車10在磁軌道上行走的電子地圖，確定小車當(dāng)前的位置；
[0036]b)、在AGV小車10上設(shè)置用于探測(cè)障礙物的傳感器20，并記錄傳感器20檢測(cè)到障礙物的時(shí)間點(diǎn)tl;所述障礙物主要為倉(cāng)庫(kù)內(nèi)可移動(dòng)的行人或者物品，可移動(dòng)的障礙物在AGV小車10運(yùn)行的磁軌道上穿行。
[0037]C)、當(dāng)AGV小車10上的傳感器20檢測(cè)到障礙物離開時(shí)，并記錄傳感器20檢測(cè)到障礙物離開的時(shí)間點(diǎn)t2，計(jì)算障礙物的存在時(shí)間D = t2-tl;
[0038]d)、記錄某一路段L上且在一段時(shí)間TD出現(xiàn)障礙物的次數(shù)Ct、AGV小車10在該段時(shí)間TD內(nèi)經(jīng)過(guò)該路段L的次數(shù)C，計(jì)算AGV小車10出現(xiàn)障礙物的總時(shí)長(zhǎng)T，設(shè)定該路段出現(xiàn)障礙物的頻率閾值Pf;上述障礙物在整個(gè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)所有的路段上，遭遇障礙物的時(shí)間分別為D1、D2、D3……，則AGV小車1出現(xiàn)障礙物的總時(shí)長(zhǎng)T = DI +D2+D3……。
[0039]貝Ij，該路段L出現(xiàn)故障的概率P= Ct/C;該路段L出現(xiàn)障礙物的平均時(shí)長(zhǎng)為Ta = T/Ct，
[0040]當(dāng)P多Pf時(shí)，則預(yù)測(cè)在該時(shí)間段TD內(nèi)及該路段L會(huì)出現(xiàn)障礙物，控制單元30發(fā)出控制指令至AGV小車1，并調(diào)節(jié)AGV小車1速度，使得AGV小車1執(zhí)行減速指令；
[0041]當(dāng)P彡P(guān)f時(shí)，則預(yù)測(cè)在該時(shí)間段TD內(nèi)及該路段L不會(huì)出現(xiàn)障礙物，AGV小車10按照正常速度行駛；
[0042]當(dāng)P = O時(shí)，AGV小車10正常行駛。
[0043]結(jié)合圖2所示，讓AGV小車10在磁軌道上正常行駛，利用AGV小車10自動(dòng)生成的電子地圖，AGV小車1上自帶的坐標(biāo)定位裝置能夠判斷AGV小車1所在的位置，AGV小車1生成的電子地圖，能夠判斷AGV小車10具體在那條路徑上行駛，然后讓AGV小車10在磁軌道上運(yùn)行，利用傳感器采集障礙物的信號(hào)及障礙物的離開信號(hào)，并利用AGV小車10上自帶的記錄儀記錄障礙物存在的時(shí)間點(diǎn)及時(shí)間長(zhǎng)度，從而建立起障礙物數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)障礙物的產(chǎn)生的地點(diǎn)、頻率等，并設(shè)定一個(gè)障礙物出現(xiàn)的頻率閾值Pf，某一段的障礙物出現(xiàn)的次數(shù)多于或少于設(shè)定的頻率閾值Pf時(shí)，AGV小車10行進(jìn)至該路段時(shí)，控制單元30控制AGV小車10的速度，以確保障礙物能夠順利通過(guò)，避免產(chǎn)生沖突，確保整個(gè)AGV小車10位于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)能夠穩(wěn)定運(yùn)行；
[0044]上述的障礙物可能是直線行駛的AGV小車10本身，也有可能是在磁導(dǎo)軌上的穿行的行人或者物品，或者是在多輛AGV小車1位于十字路口位置處產(chǎn)生的沖突；
[0045]結(jié)合圖3，為兩輛AGV小車10同向而行，但是位于后方的AGV小車10的速度大于前方的AGV小車10，因此在有限的時(shí)間內(nèi)就會(huì)存在后方的AGV小車10追上前方的AGV小車10的情況，這種情況下后方的AGV小車10必須與前方的AGV小車10進(jìn)行協(xié)商，或者前方的AGV小車10加快速度，或者后方的AGV小車10減慢速度，當(dāng)速度調(diào)節(jié)不能滿足無(wú)碰撞條件時(shí)，后方的AGV小車10只能選擇停車等待，待情況允許后，再繼續(xù)運(yùn)行。這種情況下的實(shí)際運(yùn)作方式是后方的AGV小車10首先廣播運(yùn)行受阻信息，位于同一路徑上的前方AGV小車10收到信息后再與后方的AGV小車10進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的協(xié)商；
[0046]結(jié)合圖4，多輛AGV小車10在同一時(shí)刻到達(dá)同一個(gè)路口，發(fā)生爭(zhēng)奪十字路口的情況，這種情況下AGV小車10會(huì)根據(jù)設(shè)定的策略進(jìn)行協(xié)商，確定依次通過(guò)十字路口的順序；
[0047]在特殊情況下，結(jié)合圖5，AGV小車10原先規(guī)劃要運(yùn)行的路徑上出現(xiàn)了不移動(dòng)的障礙物，這個(gè)可能是外界環(huán)境中一個(gè)未知的物體，也可能是停止在那里不運(yùn)行的其他AGV小車10；
[0048]如果AGV小車10能夠提前判斷某條路徑上有障礙物，則需要通過(guò)路徑規(guī)劃算法避開那條路徑段，如果無(wú)法避開，或者事先不知道存在這樣的障礙，等到運(yùn)行到此處時(shí)才通過(guò)傳感器20發(fā)現(xiàn)障礙，則AGV小車10首先期望這是一輛停止的AGV小車10，廣播遇到障礙信息，期望得到前方對(duì)象的回應(yīng)，讓其移動(dòng)以釋放路徑段，如果通信沒(méi)有結(jié)果，則AGV小車10只能選擇停車等待，并且廣播障礙無(wú)法處理的信息，并向上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋這一情況，系統(tǒng)管理員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并進(jìn)行相關(guān)的處理。
[0049 ]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，當(dāng)P多Pf時(shí)，控制單元30發(fā)出控制指令至AGV小車1，使得AGV小車10按照速度S = Scur*P*k行駛，其中Scur為AGV小車10在發(fā)現(xiàn)障礙物之前的行駛速度，k為比例系數(shù)；以使得AGV小車10行駛至障礙物附近時(shí)，障礙物已經(jīng)離開AGV小車10行駛的路徑。
[0050]當(dāng)PSPf時(shí)，就是針對(duì)附圖出現(xiàn)的情況，若傳感器20檢測(cè)出障礙物或者通過(guò)廣播接收到前方路段擁堵，則按照P多Pf時(shí)的情況行駛。
[0051 ]下面針對(duì)AGV小車行駛的控制系統(tǒng)，進(jìn)行詳細(xì)的闡述:
[0052]系統(tǒng)包括用于控制各AGV小車10的中央控制單元40，中央控制單元40發(fā)出調(diào)度指令至各AGV小車10上的控制單元30，并控制AGV小車10的移動(dòng)，AGV小車10上設(shè)置有用于探測(cè)障礙物的傳感器20，傳感器20采集的障礙物信號(hào)發(fā)送至控制單元30，控制單元30根據(jù)障礙信號(hào)進(jìn)行判斷，控制單元30發(fā)出控制指令控制AGV小車1的移動(dòng)速度。
[0053]當(dāng)遇到較為緊急的情況時(shí)，AGV小車10上設(shè)置有急停開關(guān)，所述急停開關(guān)用于控制AGV小車1的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷電及通電，緊急開關(guān)可使得AGV小車1快速停車。
[0054]針對(duì)AGV小車10在裝載托盤時(shí)碰到障礙物無(wú)法停止的問(wèn)題，在AGV小車10的貨叉中間增加一個(gè)限位開關(guān)，以保證AGV小車10裝貨、卸貨的安全性。
[0055]上述的傳感器20為紅外障礙物探測(cè)器，使AGV小車10具有探測(cè)障礙物的功能探測(cè)。并且當(dāng)AGV小車10在行駛過(guò)程中發(fā)生突發(fā)事件，發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)，使AGV小車10可減速停止，避免AGV小車1撞擊障礙物，從而極大的提高了 AGV小車1行駛的安全性。
[0056]結(jié)合圖6和圖8所示，由于AGV在柔性制造系統(tǒng)中采用中央控制單元40對(duì)各個(gè)AGV小車10采用中央集權(quán)式控制，多機(jī)向中央控制單元40行多請(qǐng)求循環(huán)模式，導(dǎo)致調(diào)度系統(tǒng)產(chǎn)生死鎖現(xiàn)象和系統(tǒng)負(fù)荷增加的缺陷。因此，控制模式采用中央集權(quán)和分開自制相結(jié)合的模式。
[0057]結(jié)合圖7所示，中央控制單元40發(fā)布調(diào)度任務(wù)，各個(gè)AGV小車10具有自己的感知系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，能夠根據(jù)自己感知到的外界情況，包括各種傳感器獲得的環(huán)境信息以及與其他AGV小車10進(jìn)行通信得到的信息，按照自己的決策系統(tǒng)，推斷出下一步的動(dòng)作。
[0058]因?yàn)橄到y(tǒng)中的每輛AGV小車10都能夠自身進(jìn)行計(jì)算、決策，故不需要中央控制單元40進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算、分析工作，所以系統(tǒng)通常采用分布式控制結(jié)構(gòu)，將計(jì)算任務(wù)分?jǐn)偟矫枯vAGV小車1身上，各輛AGV小車1之間可以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或者是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的信息交互，而不需要經(jīng)過(guò)中央路由的轉(zhuǎn)發(fā)，因此通信負(fù)荷也被平均。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.AGV小車行駛的控制方法，其特征在于:方法包括如下步驟: a)、建立AGV小車(10)在磁軌道上行走的電子地圖，確定小車當(dāng)前的位置； b)、在AGV小車(10)上設(shè)置用于探測(cè)障礙物的傳感器(20)，并記錄傳感器(20)檢測(cè)到障礙物的時(shí)間點(diǎn)tl; C)、當(dāng)AGV小車(10)上的傳感器(20)檢測(cè)到障礙物離開時(shí)，并記錄傳感器(20)檢測(cè)到障礙物離開的時(shí)間點(diǎn)t2，計(jì)算障礙物的存在時(shí)間D = t2-tl; d)、記錄某一路段L上且在一段時(shí)間TD出現(xiàn)障礙物的次數(shù)Ct、AGV小車(10)在該段時(shí)間TD內(nèi)經(jīng)過(guò)該路段L的次數(shù)C，計(jì)算AGV小車(10)出現(xiàn)障礙物的總時(shí)長(zhǎng)T，設(shè)定該路段出現(xiàn)障礙物的頻率閾值Pf; 貝1J，該路段L出現(xiàn)故障的概率P = Ct/C;該路段L出現(xiàn)障礙物的平均時(shí)長(zhǎng)為Ta = T/Ct，當(dāng)P多Pf時(shí)，貝Ij預(yù)測(cè)在該時(shí)間段TD內(nèi)及該路段L會(huì)出現(xiàn)障礙物，控制單元(30)發(fā)出控制指令至AGV小車(1)，并調(diào)節(jié)AGV小車(1)速度，使得AGV小車(1)執(zhí)行減速指令； 當(dāng)P彡P(guān)f時(shí)，則預(yù)測(cè)在該時(shí)間段TD內(nèi)及該路段L不會(huì)出現(xiàn)障礙物，AGV小車(10)按照正常速度行駛； 當(dāng)P = O時(shí)，AGV小車(10)正常行駛。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AGV小車行駛的控制方法，其特征在于:當(dāng)P^=Pf時(shí)，控制單元(30)發(fā)出控制指令至AGV小車(10)，使得AGV小車(10)按照速度S = Scur*P*k行駛，其中Scur為AGV小車(10)在發(fā)現(xiàn)障礙物之前的行駛速度，k為比例系數(shù)；以使得AGV小車(10)行駛至障礙物附近時(shí)，障礙物已經(jīng)離開AGV小車(10)行駛的路徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的AGV小車行駛的控制方法，其特征在于:當(dāng)PSPf時(shí)，若傳感器(20)檢測(cè)出障礙物或者通過(guò)廣播接收到前方路段擁堵，則按照P多Pf時(shí)的情況行駛。4.AGV小車行駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)包括用于控制各AGV小車(10)的中央控制單元(40)，中央控制單元(40)發(fā)出調(diào)度指令至各AGV小車(1)上的控制單元(30 )，并控制AGV小車(10)的移動(dòng)，AGV小車(10)上設(shè)置有用于探測(cè)障礙物的傳感器(20)，傳感器(20)采集的障礙物信號(hào)發(fā)送至控制單元(30)，控制單元(30)根據(jù)障礙信號(hào)進(jìn)行判斷，控制單元(30)發(fā)出控制指令控制AGV小車(1)的移動(dòng)速度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AGV小車行駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:AGV小車(10)上設(shè)置有急停開關(guān)，所述急停開關(guān)用于控制AGV小車(10)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷電及通電。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AGV小車行駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述AGV小車(10)的貨叉中間設(shè)有限位開關(guān)，限位開關(guān)用于控制AGV小車(10)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷電及通電。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK105974925SQ201610571795
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月19日
【發(fā)明人】李紅, 高琳琳
【申請(qǐng)人】合肥學(xué)院