基于Mecanum轮的全向运动视觉导引AGV研制.pdf

《基于Mecanum轮的全向运动视觉导引AGV研制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年9月机械设计与制造工程Sep．2015第44卷第9期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．44No．9DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．09．010基于Mecanum轮的全向运动视觉导引AGV研制喻俊，武星，沈伟良(1．中国船舶重工集团公司第713研究所，河南郑州450015)(2．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：介绍了自主研发的Mecanum全向运动视觉导引AGV。该AGV采用视觉导引方式，利用CCD摄像机采集地面路径信息，对采集的每一帧图像做畸变校正及光照补偿后进行阈

2、值分割，采用场扫描法扫描路径，获得当前路径相对视野的角度偏差与距离偏差；主控制器调整Mecanum轮速度，使车体沿导引线行进。采用Mecanum轮驱动的AGV具备全向运动能力。实验表明，研制的全向运动视觉导引AGV能够实现可靠的导引。关键词：视觉导引；Mecanum轮；全向运动；自动导引车中图分类号：TP242．2文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)09—0035—05随着物流行业的不断发展，自动导引车(auto—制方便、结构简单、路况适应能力较强而得到广泛matedguidedvehicle，AGV)已经在很多领域中被广应用。车轮式移动机构利用电机控制两轮差速运泛应

3、用。AGV是指装有诸如磁传感器、激光、摄像动，能实现前进、转弯等功能，但单驱转弯需要较大机等导引装置，能够沿既定的路径行驶，在车体上转弯半径，且不能横向移动，使用有一定的局限性。安装有主控制器、无线通讯模块、安全保护装置以Mecanum轮是瑞士工程师BengtIlon于1973发明及各种物料移载平台的搬运车辆，是一种智能轮式的一种全向轮j，采用Mecanum轮平台，能够实现移动机器人，广泛用于工厂自动化生产线、仓储物AGV在任意方向上的转动和移动，能原地自传任流、机场和港口的物料传送¨J。相比于其他导引意角度，方便侧移，运动灵活性非常高。方式，视觉导引具有精度高、成本低、路径设置柔性本

4、文以Mecanum轮为平台，采用摄像机倾斜高等优点，且摄像机获取的信息丰富，因此能适应安装方式研制了一款全向运动视觉导引AGV。系多分支路径场合，逐渐成为近年来研究的热点。统整体稳定可靠，设计了优化的图像处理算法，实视觉导引AGV利用CCD摄像机采集地面路时性和鲁棒性较好。径信息，提取地面路径与摄像机视野中心的角度偏差与距离偏差，将偏差信息发送给控制器，控制器1系统组成根据接收到的偏差信息来调整AGV车体的位姿，基于Mecanum轮平台的全向运动视觉导引使车体始终保持在导引线上方。摄像机有垂直安AGV电气系统由视觉模块、运动控制模块、无线通装与倾斜安装两种方式。垂直安装方式定位精度信模

5、块、电源模块等4部分组成，如图1所示。比较高，但视野相对较小，若车体摆动幅度过大，路车体机械结构部分包括车架本体、4个直流有径容易脱离视野。倾斜安装方式由于采集的图像刷伺服电机以及4个Mecanum轮。4个Mecanum存在倾斜畸变，对其进行校正插值后，精度没有垂轮在车体前后两两平行布置，每个电机独立驱动一直安装方式的高，但能够获得更大视野，另外也能个Mecanum轮，布置在前侧的两轮为共轴摆式悬检测前进方向上是否存在障碍物，以便及时停车或挂结构，即使AGV运行在不平整路面，4个驱动轮进行避障。也能有效着地并提供足够的驱动力。AGV移动机构种类比较多，典型的有车轮式、视觉模块包括1个C

6、CD摄像机、1个环形光源履带式、腿脚式等3j，目前车轮式移动机构因其控以及1块核心为TMS320DM642的DSP处理板。收稿日期：2015—06—16基金项目：国家自然科学基金资助项目(61105114)；江苏省科技支撑计划项目(BE2014137)作者简介：喻俊(1981一)，男，河南信阳人，中国船舶重工集团公司第713研究所工程师，博士，主要研究方向为机电控制系统及计算机视觉。·35·2015年第44卷机械设计与制造工程上方。AGV系统控制流程如图2所示。CCD摄像机开始导引TM$320DM642工DSP处理器图像采集_-_●_一主STM32F407ZigBee[．t_．r．IZ

7、igBeeI．[．I图像预处理运动控制板无线模通块信}厂_叫『无线模通块信r}fl]I盎机,~——r主无线通信模块l图像分割四轴电机驱动器!路径特征提取触兰一AGV出线，发送停车命令I兰图1AGV硬件结构框图计算当前路径相对l停车报警视野中心的偏差l主CCD摄像机为图像采集设备，将采集到的路径图———r—结束像送入DSP进行处理。环形光源照射地面路径，≤、：>一保证摄像机采集的图像具有足够的亮度，同时能够1是发送转速修正指消除外界杂光的干扰。T