视觉识别导引agv系统的物流规划分析

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1、视觉识别导引AGV系统的物流规划分析摘要：视觉导引AGV具有适应性广、灵活性商、控制精确的特点，可显著提升厂内物流效率，节省人力成本，有较好的应用前景。本文介绍了循迹式视觉导引AGV的系统组成与导航控制方法，分析了其物流系统方案规划的特点，并介绍了视觉识别AGV系统在典型应用场景中的规划方法。针对生产工艺流程特点，对AGV及其调度系统的设计过程及需要在工程应用中关注的问题进行了分析与总结。关键词：循迹式视觉识别、AGV、方案规划自动导引车(AutomatedGuidedVehicle，AGV)是一种可以沿规定路线自动行驶.实现自动搬运的

2、运输车辆。作为智能物流系统中的核心设备之一，AGV通过与其他信息化、智能化装备的联动，可以实现柔性和智能化物料搬运。目前应用中常见的AGV导航技术，主要有磁/电磁、激光、视觉、光电、惯性等。目前存AGV应用中以循迹式应用为主，其原理是在地面上或地下铺设色带或电磁带(如磁/电磁、视觉、光电等导航方法)，AGV循着色带或电磁带的路径行走。激光式导引则采用激光定位和设定虚拟路径的方式导航。视觉识别系统通过数字摄像头采集地面上色带的图像，经过识别后可以进行循迹式定位和导航，此外该系统也可以通过其他导航图形标记的识别（如二维码或者特定导航图形）实

3、现自动导引。相对于埋设电磁导线、磁条，或者地面埋设导航磁钉等导引方法而言，视觉识别方法不但增强了系统的灵活性，并且降低了硬件投入和维护成本；同时也可以避免出现如惯性导航等无路标导航方法存在的误差积累问题。相对于激光导航方法，视觉识别导航的优势在于其低廉的系统硬件成本以及智能扩展特定，只要软件和模式识别功能足够智能，机器人就可以实现多种导航和定位功能。本文对循迹式视觉识别导航机理与系统组成进行分析，总结其在总图规划时的特点，并针对实际案例进行规划研究，对相关AGV的应用有一定借鉴意义。一、导航系统组成及控制流程视觉识别导引AGV主要由车身

4、、伺服驱动电机、视觉识别系统、安全传感器、无线通信模块、主控系统、手动操作系统等组成，其与常规AGV的主要区别在于机内设置了数字图像采集CCD、视频处理卡和主控计算机。由于实时处理图像的数据量较大，普通的嵌入式MCU或PLC均不能达到实时处理效能，故采用车载计算机完成图形识别和导航功能。视觉导航系统主要由数字摄像头、图像采集卡、AGV主控制器、行走驱动系统和执行电机等组成，如图1所示。视觉导航系统工作流程如下：首先由数字摄像头采集地面路标图像，再将彩色空间数字图像信号送入图像采集卡进行预处理，形成二值图像，之后由主控系统进行路径识别，由

5、此确定AGV当前位置等地理信息。经过与AGV的目标位置的比较，AGV系统生成运动控制指令，经过驱动器解析后生成驱动信号并驱动行走电机，实现AGV的导航控制，系统工作过程如图2所示。图3为摄像头采集的原始图像信号和经过计算机识别后的数字图像信号。视觉导航系统能够精确识别出路径标识及其轮廓，从而能够用于车辆的精准控制。二、系统组成与调度原理AGV柔性搬运系统除了AGV本体以外，还包括中央调度系统、自动充电系统、无线网络AP及中继器、工位无线呼叫设备、上线下自动控制系统与机构、呼叫数据采集器、机柜、交通指示灯、物流转运车、路径指示胶带等。AG

6、V系统网络组织结构，如图4所当生产线上有物料运输需求时，相应工位上的操作员可以通过无线呼叫器，向中央控制台发送物流需求。中央调度系统确认调度任务需求后，首先搜索系统中AGV的工作状态，选择处于空闲状态且距离目标位置最近的AGV执行搬运任务。此外，工厂的MES系统也可以直接通过无线或总线通信方式向AGV调度系统发出物流运输指令，由后者调度系统内的AGV进行搬运。系统调度控制过程，如图5所示。三、视觉识别AGV总图规划特点分析由多台AGV组成的柔性搬运系统中，需要对总运输路线进行合理规划，以最大化发挥AGV系统的运输能力。工厂生产是一个动态

7、系统，影响其物流的因素众多，因此在总图规划中需要了解工厂内部的物流状态，熟悉AGV所涉及的物流路线的大致情况，并针对性地进行系统设计。1.规划原则在实际规划时，首先根据工厂总图确定物料搬运的各工位点、各区段之间的运输量、其他人员车辆的交通状况、地面情况以及各班工人的丁作时间制度等因素，在总图上初步规划出AGV运输路线，并确定相关的参数。接着合理的设置缓冲区、取货卸货台、自动充电站、呼叫盒、无线中继器等的位置，构成完整系统。在规划时，需要遵循以下原则：(1)减少路线交叉。这不仅会节省由于交通管制带来的额外硬件投入，也能减少AGV由于在路口

8、管制导致的等待时间：(2)减少双向行驶路径。在符合工艺流程要求的前提下，路线应该以单向行驶为主，AGV能够确保在单向行驶时抵达所有工位点。采用双向路径设置时，需要进行区域锁定控制，以避免AGV相向行驶导致碰