自动导航车(AGV)的激光引导技术研究

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1、自动导航车（AGV）的激光引导技术研究浙江大学城市学院自动化1003班蔡刚刚摘要：本文主要介绍了AGV引导的方式，尤其是激光引导AGV系统原理及控制原理。通过对系统功能的介绍和突出特点的归纳，不仅可以看出技术上的先进性，更重要的是能看到系统管理思想的科学性，系统构成的周密性，系统运行的协调性。关键词：AGV;激光引导;AGV控制原理AGVlaserguidancetechnologyresearchCAIGang-gangAbstract:ThispapermainlyintroducestheAGVleadtheway,es

2、peciallythelaserguideAGVsystemtheoryandcontroltheory.Throughanalyzingthesystemfunctionandtheprominentcharacteristicsofinduction,wecanseenotonlytheadvancednatureoftechnology,moreimportantistoseethesystemmanagementofscientificthinking,systemstructurethorough,systemcoo

3、rdination.Keywords:AGV;lasersystem;AGVcontroltheory引言：自动导航小车（AGV）是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有小车编程与停车装置、安全保护以及各种移载功能的运输小车。近年来随着现代物流以及相关技术在我国高速发展，AGV已广泛应用于物流系统和柔性制造系统中，其高效、快捷、灵活，大大提高了生产自动化程度和生产效率。本文所研究的AGV位于一个数字化车间中，采用激光引导方式，可在导引区内精确定位，并能根据要求任意改变其运行路径，从而数字化车间物料自动

4、搬运。激光引导的原理及特点1.AGV引导方式简介目前，引导方式有很多种，但并非所有的方法都可以在AGV系统中应用，除了激光引导外，AGV通常还可以采用一下几种引导方式：(1)电磁引导在AGV的行驶路径上埋设金属线，并加载引导频率，其主要优点是引导线隐蔽，不易污染和破损，引导原理简单，便于控制和通信，对声光无干扰，缺点是灵活性差，改变或扩充路径较麻烦，对引导线路附近的铁磁物质有干扰，电线铺设工作量大，维护困难。(2)直接坐标引导用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小块，通过计数实现引导，其优点是可以实现路径的修改，引导的可靠性

5、好，对环境无特别要求，缺点是地面测量安装复杂，工作量大，引导精度低。(3)惯性引导在AGV上装有陀螺仪，根据陀螺仪的偏差进行导引，其主要优点是技术先进，准确度高，灵活性强，便于组合和兼容，适用领域广，缺点是成本较高，维护保养等后续问题较难解决，地面也需要磁性块作辅助定位。(4)图像识别引导对AGV行驶区域的环境进行图像识别，实现智能行驶，这是一种大有潜力的技术，但仍在研究中，可以想象，图像识别技术与激光引导技术相结合将会为自动化工程提供意想不到的可能，如引导的可靠性，行驶的安全性。智能化的记忆识别等都将更加完美。2.激光引导原

6、理激光引导是在九十年代中期开始采用的先进的引导方式，是除GPS外唯一不需要地面处理的引导方式，激光引导AGV小车采用激光扫描器和预先在AGV小车运行区域周围布置好位置的反光板作为激光定位所需的基础环境。激光引导AGV小车的导航系统有静态位置计算模式和在运动状态下持续动态位置的计算两种计算模式，下面分别进行分析。(1)AGV小车静态位置计算模式：当小车第一次进入系统，AGV小车的当前位置不知道时，要进行初始位置计算，通过比较一些已知反光板的已知方位，小车控制器中的导航模块计算出小车的位置。1)初始化静态位置计算需要的条件：小车静

7、止;激光扫描器能找到至少三个的反光板的方位；反光板的位置已知。2)初始化静态位置计算的原则和方法：①最后知道的位置优先如在激光扫描器旋转一周中捕捉到的小车方位与最后知道的期望方位相匹配，则这个位置就可作为当前位置，如果没有储存最后知道的位置或匹配发生错误，则采取下面的定位方法。②采用激光定位算法激光扫描器旋转一圈，三个分布较好的方位被选择，通过计算可确定出小车在坐标系统中的位置，如位置正确，则余下的大部分可测量的方位与已知的放光板相匹配。反光板应放在操作区合适的位置处，并且放光板对AGV的运行路线来说应尽量呈三角形排列。(2)

8、AGV小车在运动状态下持续动态位置计算模式当初始化位置计算结束后，小车就开始运动，在运动的过程中，小车需要进行持续位置计算。下面采用位姿估算矫正法进行分析。这种估算法的数学运动模型是以“位姿估算”为基础的。它利用小车当前运行的速度、转向的角度、间隔时间等参数对下一位置进行估算