隨著國家提倡智能製造及(jí)智能物流發展,AGV小車普(pǔ)遍應用,越來越受人們的認可(kě),那(nà)AGV主要核心是什麽?今天聯集AGV小編就給(gěi)大家深度分析下,希望能幫助大家全麵了解些(xiē)AGV小車(chē)!
AGV小車控製(zhì)係統需解(jiě)決的(de)主要問題做了恰當的(de)比喻:Where am I? (我在哪裏?)Where am I going?(我要去哪裏(lǐ)?) How can I get there?(我怎(zěn)麽(me)去?),這三個問題歸納起來分別就是AGV控製係統中的三個主(zhǔ)要技術:AGV的導航(Navigation),AGV的路徑規劃(Layout designing),AGV的導引控製(zhì)(Guidance)。
AGV小車控製係統分為地麵(上位)控製係統、車載(單機)控製係統及導航/導引係統,其中(zhōng),地麵控製係統指AGV係統的固定設備,主要(yào)負責任務分配,車輛調度,路徑(線)管理,交通管理,自動充電等功能(néng);車載(zǎi)控製係統在收到上位係統的指令後,負責AGV的導航計算,導引實(shí)現,車輛行走(zǒu),裝卸操作等(děng)功能;導航/導引(yǐn)係統為AGV單機提供係(xì)統絕對或相對位置及航向。
AGV係統是一套複雜的(de)控製係統,加之不同項目對係統的要(yào)求不同,更增加了係(xì)統的複雜性,因此,係(xì)統在軟件(jiàn)配置上設計了一套支持AGV項目從路徑規劃、流程設(shè)計、係統仿真(Simulation)到項目實施全過(guò)程的解(jiě)決方案。上位係統提供了可靈活(huó)定義AGV係統流程(chéng)的工(gōng)具,可(kě)根據用(yòng)戶的實際需求來規劃或修改路徑(jìng)或係統流程;而上位係統也提供了可供用戶定義不同AGV功能的編程語言。
1、地麵控製係統
AGVAGV小車地(dì)麵控製係統(Stationary System)即AGV上位控製係統,是AGV係統的核心。其主(zhǔ)要功能是對AGV係統(AGVS)中的(de)多台AGV單機進行任務分配(pèi),車輛管理,交通管理,通訊管理等。
任務管理:任務管理類似計算機(jī)操作(zuò)係統的進程管理,它提供對AGV地麵控製程序的(de)解釋執行環境;提供根據任務優先級和啟動時間的(de)調度運行;提供對任務的各種操作(zuò)如啟動、停止、取消等。
車輛(liàng)管理:車輛管理是AGV管理的核心模塊,它根據物料搬運任務的請(qǐng)求,分配調度AGV執行任務,根據AGV行走時間最短原則,計算AGV的最短行走路徑(jìng),並控製指揮(huī)AGV的行(háng)走過程,及時下達裝卸貨和充電命令。
交通管理:根據AGV的物理尺寸大小、運行狀態和路(lù)徑狀(zhuàng)況,提供AGV互相自動避讓的措施,同時避免車輛互相等待的死鎖方法和出(chū)現死鎖的解除(chú)方(fāng)法;AGV的交通管(guǎn)理主要有(yǒu)行走段分配和死鎖報(bào)告功能。
通訊管理:通信管理提(tí)供AGV地麵控製係統(tǒng)與AGV單機、地麵監控係(xì)統、地麵IO設備、車輛仿真係統及上位計算機的通信功能。和AGV間的通信使用無(wú)線電通信(xìn)方式,需要建立一個(gè)無線(xiàn)網絡,AGV隻和地麵係統進行雙向通信,AGV間不進行通信,地麵控製係統采用(yòng)輪詢方式和多台AGV通信;與地麵監控係統、車輛仿真係統(tǒng)、上位計算(suàn)機的通信使用(yòng)TCP/IP通信。
車輛驅動:AGV小車小車驅(qū)動負責AGV狀態的采集,並向交通管理發出(chū)行走段的允許請求,同(tóng)時把確認段下發AGV。
2、車載控製係統
AGV車載控製係統(Onboard System),即AGV小車單機控製係統,在收到上位係統的指令後,負責AGV單(dān)機的(de)導航,導引,路徑選擇,車輛驅動,裝卸操作等功能。
導航(Navigation):AGV單機通過自身裝(zhuāng)備的導航器件測量並計算出所在全局坐(zuò)標中的位置和航向。
導引(Guidance):AGV單機根據現在的(de)位(wèi)置、航向及預先設定的理論軌跡(jì)來計算下個周期的速(sù)度值和轉向角度值即,AGV運動的命令值。
路徑選擇(Searching):AGV單機根據上位係統的指令,通過計算,預先選(xuǎn)擇即將運(yùn)行的路徑,並將結(jié)果報送上位控製係統(tǒng),能(néng)否運行由上位係統根據其它AGV所在的位置統一調配(pèi)。AGV單機行走的路徑是根(gēn)據(jù)實際工作條件(jiàn)設計的,它有若幹“段”(Segment)組成。每一“段”都指明了該(gāi)段的起始(shǐ)點、終止點,以及AGV在該段的行駛速度和轉向等信息。
車輛(liàng)驅動(Driving):AGV單機根據導引(Guidance)的計算結果和路徑選擇信(xìn)息,通過伺服器件控製車輛運行。
3、導航導引方式
AGV小車之所以能夠(gòu)實現無(wú)人駕駛,導航和(hé)導引對其起到了至關重(chóng)要的作用,隨著技術的(de)發展(zhǎn),目前能夠用於AGV的導航/導(dǎo)引技術主要有以下幾種:電磁導引(yǐn)、光學導引、激光導(dǎo)引、視覺導航、慣性導航等方式(shì)。
直(zhí)接坐標(Cartesian Guidance)
用定位塊(kuài)將(jiāng)AGV的行駛區域分(fèn)成若幹坐(zuò)標小(xiǎo)區域,通過對小區域(yù)的計數實現(xiàn)導引,一般(bān)有光電式(將坐標小區域以兩種顏色劃分,通過光(guāng)電器件計數)和電磁式(將坐標小區域以金屬塊或磁塊劃分,通過電磁感應器件計數)兩(liǎng)種形式,其優點是可(kě)以(yǐ)實現路徑的(de)修改,導引的可靠性好,對環境無特別要求。缺點是地麵測量安裝(zhuāng)複雜,工(gōng)作量大,導引精度和定位精度較低,且無法滿足複雜路徑的要求。
電磁導引(yǐn)(Wire Guidance)
電磁導引是較為傳統的導引方式之一,目前仍被許多係統采用,它是在AGV小車的行駛路徑上埋(mái)設金屬線,並在金屬線加載導引頻率,通過(guò)對導引頻率的識別來實現AGV的導引。其主要優點(diǎn)是引線隱蔽,不易汙染和破損,導引原理簡單而可靠,便於控製和通訊,對聲光無幹擾,製造成本較低。缺點(diǎn)是路徑難以更改擴展,對複(fù)雜路徑的(de)局(jú)限性大。
磁帶導引(Magnetic Tape Guidance)
與電磁導引相近,用在路麵上貼磁帶替代在地麵下埋設金屬線,通過磁感應信號實現導引,其靈活性比(bǐ)較(jiào)好,改變或擴充路徑(jìng)較容(róng)易,磁帶鋪(pù)設簡單易行,但此導引方式易受環路周(zhōu)圍金屬物質的幹擾,磁帶易受機械損傷(shāng),因此(cǐ)導引的(de)可靠性受外界(jiè)影響較大。
光學導引(Optical Guidance)
在AGV小(xiǎo)車的行駛路徑上塗漆或粘貼色帶(dài),通過對攝像機采入的(de)色帶(dài)圖(tú)象信號(hào)進行簡單處(chù)理而實現導引,其靈活性比較好,地麵路(lù)線設置簡單易行,但對色帶的汙染和機械磨損十分(fèn)敏感,對環境要求過高,導(dǎo)引(yǐn)可靠性較差,精度較低。
激光導航(Laser Navigation)
激光導引是在AGV行駛路徑的周圍(wéi)安裝(zhuāng)位置精確的激光反射板,AGV通過激光掃(sǎo)描器發射激光(guāng)束,同時采集(jí)由反射板(bǎn)反射的激(jī)光束,來確定其當(dāng)前的位置和航向,並通過連續(xù)的三角幾何運算來(lái)實現AGV的導引。
此項技術最大的優(yōu)點是,AGV定位(wèi)精確;地麵無需其他定位設施;行駛路徑可靈活多變,能夠適合多種現場環境,它是目前國外許多AGV生產廠家優先采用的先進導引方式;缺點是製造成本高,對環境要求較相對(duì)苛刻(外界光線,地麵要求(qiú),能見(jiàn)度要求等),不適合室外(尤其是易受(shòu)雨、雪、霧的影響)。
慣性導航(Inertial Navigation)
慣性導航是在AGV上安裝陀螺儀,在行駛區域的地(dì)麵上安裝定位塊,AGV可通過對陀螺儀(yí)偏差信號(角速率)的計算及地麵定(dìng)位塊信號的采集來確定自身的位置和航向,從而實現導引。
此項技術在軍方較早運用,其主要優點是技術先進,較之有線導引(yǐn),地麵處理工作量小,路徑靈活性強。其缺點(diǎn)是製造成(chéng)本較高(gāo),導引的精度和可靠性與陀螺儀的製造精度及其後續信號處理密切相關。
視覺導航(Visual Navigation )
視覺導航是采(cǎi)用(yòng)CCD 攝像頭拍攝路麵圖像,運用機器視覺等相關技術識別路徑,實現自動導航的一(yī)種新興導航方法。
GPS導航(Global Position System)
通過衛星對非固定路麵係統中的控製對象進行跟蹤和製導,目前(qián)此項技術還在(zài)發(fā)展和完善(shàn),通常用於室外遠距離的跟蹤和製導,其精(jīng)度(dù)取(qǔ)決於衛星在空中的固(gù)定精度和數量,以及控製對象周(zhōu)圍環境等因素。