rgb传感器制导agv的行走策略研究

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1、RGB传感器制导AGV的行走策略研究张伦玠广东技术师范学院西校区摘要：用RGB传感器制导的AGV具有控制简单、制造成本低等特点，可利用其行走策略的规划来弥补它的行走精度等问题，并且尽量减少传感器的数量体现它的特点。关键词：路径规划；行走策略；RGB传感器；AGV一、概述自主导航轮式机器人（AGV）是上世纪50年代发展起来的智能搬运(装配)型机器人。AGV是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一，它是以电池为动力，装备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的设备。AGV一般采用轮式驱动，具有电动车的特征。AGV小车能在地面控制系统

2、的统一调度下，自动搬运货物，实现自动化的物料传送。因其具有灵活性、智能化等特点，能够方便地重组系统，达到生产过程中的柔性化运输之目的。较之传统的人工或半人工的物料输送方式，AGV系统大大减轻了劳动强度和危险性，提高了工作效率，在机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业都可以发挥作用。AGV导航系统的功能是保证AGV小车沿正确路径行走,并保证一定行走精度。AGV的制导方式之一是有导引路线（固定路线）的方式，而固定路线的导引方式之一是光学控制带制导方式，它利用地面颜色与导航带颜色的反差来识别,如在深颜色的地面上导航带为白色。AGV上装有颜色(RGB)传感器,均匀分布跟随在

3、导航带及两侧位置上,检测不同的组合信号，以控制AGV的方向,使其跟踪路轨。可以采用模糊控制算法对小车进行控制。光学控制带制导方式采用RGB传感器作为AGV的信号输入端，具有计算控制简单、元器件成本低等特点及足够的响应速度和控制精度。在自动化车间、立体仓库等仓储物流系统中,AGV一般以室内平地简单路径行走为主,针对这种情况,本文研究了以RGB传感器导航AGV的行走控制策略问题。二、传感器的布局首先，本研究的AGV是一采用两轮独立驱动差速转向的三轮实验小车，两轮差速转向是将两驱动轮同轴线独立地固定于车体的两侧，通过调速控制使两驱动轮产生不同的速度来实现转向。在小车车体纵轴线前方

4、装有一个万向轮，形成一个三轮小车的AGV，见图1所示。为了使AGV控制简单、制造成本低。最初，所有RGB传感器都被布置在小车底盘区域内，把传感器分为两组，沿底盘纵轴线两側对称布置，而且可沿底盘纵、横轴线方向进行调整、固定，经过反复试验，效果均不理想。后来，将两组传感器移至底盘区域外布置才满足行走要求，如图1所示。这种传感器布局分为前、中两组，每组两个传感器。前置传感器位于底盘前端，且为纵轴对称布置，它离横轴较远是为了使小车行走有足够的调整距离，在前置传感器探测到离开白线的时候，偏离角度较小，可以很快纠正过来。中置传感器位于底盘中部的横轴上，相对于纵轴对称。本研究的实验场地模

5、拟物流仓库的室内运输条件,具有直线路径、弯道、岔路口、进入工作站等典型平面路径。其白色导航带宽度为100毫米。三、典型路径行走策略划分AGV的行走策略按照典型路径情况，分为直线路径行走策略、岔路口、弯道行走策略和进入工作站行走策略。1.直线路径行走策略图1AGV小车及传感器布置示意图1）小车是否沿着直线路径（白线）行走，由前置传感器探测。正常情况如图2a)所示。前置传感器都在100mm的白线上，则小车沿着直线路径（白线）行走。小车白线中置传感器前置传感器2）在行走中，如果有一个前置传感器偏出探测不到白线。如图2b)所示，如前置左侧传感器探测不到白线，而右侧传感器探测到白线，

6、则认为小车偏左，纠正方法是使小车右侧电机减速，左侧电机加速，使得两个前置传感器回到白线位置。若小车偏右，可采用类似方法处理。a)b)c)图2小车直线路径行走示意图3）如果两个前置传感器都在白线外，如图2c)所示，这种情况一般是传感器的出现误判。因为若一个前置传感器偏离白线，用2）的方法就能把小车纠正过来，根据实验结果，当一个前置传感器偏离白线的角度在5°以内，都能自动纠正过来。通常小车的两个电机同向转动，由于速度的同步性误差回造成小车行走方向有少量偏差，传感器已经会略微偏出白线。如果传感器出现误判，会造成两个前置传感器都在白线外，此时，小车继续前行，可由中置传感器检测到白线

7、后，根据时间的长短来判定（与弯道的情况区分开来），令小车向探测到白线的那一个中置传感器方向转弯，直到两个前置传感器回到白线上，此时，耽误的时间会略长些。1.岔路口、弯道行走策略a)b)图3岔路口、弯道行走示意图1）根据中置传感器以及路口次序确定。前置传感器跟随着白色导航线行走，在小车前方出现岔路口时，在短时间内中置传感器检测到分岔的白线，如图3a)所示，根据控制计算机内存中路口的信息，能够辨别出前方不同的路口。在辨别出路口之后，停车转弯，直到前置传感器找到白线，继续前进。2）遇到弯道时，先是前置传感器丢失白线，如图