CN105180931A - 一种适合仓储agv的惯性导航*** - Google Patents

一种适合仓储agv的惯性导航*** Download PDF

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徐兵
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肖骥
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Abstract

本发明公开了一种适合仓储AGV的惯性导航***，它包括陀螺仪、磁钉、编码器、磁传感器、RFID卡、RFID读卡器、控制单元、左右驱动器和左右轮，磁钉和RFID卡设置在AGV航道上，陀螺仪、RFID读卡器和控制单元设置在AGV上，磁传感器设置在小车车头底部的中线上，左右驱动器和左右轮设置在小车底部，驱动器与车轮连接，陀螺仪、磁传感器、编码器、RFID读卡器和左右驱动器分别与控制单元连接。该***采用磁钉代替磁条和二维码，有效地节约成本的同时能解决二维码受多尘环境影响较严重的缺陷，实现无轨导航方式，该***测量位置准确，位置精度可达±5mm，测量角度准确，角度精度为±0.1度，导航精度高，有效的节约资源。

Description

一种适合仓储AGV的惯性导航***
技术领域
本发明属于自动控制领域，特别是一种适合仓储AGV的惯性导航***。
背景技术
目前随着工业4.0和中国制造2015，智能物流和智能制造已经成为制造业和工厂发展趋势必然。而AGV(自动引导小车)在物流***中的自动搬运作用，在生产效率和管理具有非常重要的作用，特别是在随着工厂产品种类和数量增加，自动仓储的作用将越来越明显。而所谓自动引导,即是沿着指定轨迹运行,目前常见的导航方式有光电传感器、视觉导航、激光导航和磁导航传感器等等。一般仓库中，有放置整齐的货架，每个单元货架有上下几格，AGV需要把相应货物放在对应的单元处，因此由于不同存放点，使得AGV路径将会多样化和复杂化。目前AGV行业内常采用磁条导航，但是这样磁条铺设将会显得密密麻麻，不仅不美观，由于磁条复杂交错将会影响到AGV正常运行，甚至由于磁条有一定高度，会导致AGV运行振动甚至走偏；目前美国亚马逊采用KIVASYSTEM产品，其导航方式基于二维码，尽管二维码铺设简单，但是仓库内（特别国内库房）难免没有灰尘堆积、人迹、清洁水渍等等，这些因素不仅使得视觉识别二维码出错，甚至还可能导致二维码标签脱掉。磁条导航和二维码视觉导航方式皆不能满足库房自动仓储要求，因此市场上急需一种满足自动仓储的AGV导航***。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适合仓储AGV的惯性导航***，该***采用磁钉代替磁条和二维码，有效地节约成本的同时能解决二维码受多尘环境影响较严重的缺陷，实现无轨导航方式，该***测量位置准确，位置精度可达±5mm，测量角度准确，角度精度为±0.1度，其导航精度高，有效的节约资源。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种适合仓储AGV的惯性导航***，它包括陀螺仪、磁钉、编码器、磁传感器、RFID卡、RFID读卡器、控制单元、左右驱动器和左右轮，所述的磁钉和RFID卡设置在AGV航道上，陀螺仪、RFID读卡器和控制单元设置在AGV上，磁传感器设置在小车车头底部的中线上，左右驱动器和左右轮设置在小车底部，驱动器与车轮连接，所述的陀螺仪、磁传感器、编码器、RFID读卡器和左右驱动器分别与控制单元连接；所述的控制单元包括依次连接的磁钉读取模块、偏移数据获取模块、路径规划模块、陀螺仪角度获取模块、角度校准模块、RFID读取模块、运行控制模块和陀螺仪控旋转模块，磁钉读取模块与磁传感器连接，陀螺仪角度获取模块与陀螺仪连接，陀螺仪控旋转模块与左右驱动器连接，RFID读取模块与RFID读卡器连接。
所述的磁钉读取模块通过控制单元的串口读取磁传感器采集的磁钉数据。
所述的偏移数据获取模块根据磁传感器获得的磁钉状态获得小车偏移运行轨迹的角度和距离。
所述的路径规划模块根据小车偏移运行轨迹的角度和距离规划出AGV转弯半径，同时控制左右差速实现以该半径转弯。
所述的陀螺仪角度获取模块将陀螺仪的原始数据进行处理后，并积分得到AGV该时刻的角度。
所述的角度校准模块通过磁钉校准的角度对陀螺仪获取的角度进行校准。
所述的RFID读取模块在AGV小车运行到路径的交叉路口磁钉处时读取RFID地标的ID号。
所述的运行控制模块，将RFID的ID和任务路径中ID进行匹配得出相应动作确定AGV运行模式，如转弯则启动AGV差速原地转弯。
所述的陀螺仪控旋转模块实现原地转弯90度。
本发明的有益效果是：本发明提供一种适合仓储AGV的惯性导航***，该***采用磁钉代替磁条和二维码，有效地节约了成本的同时能解决二维码受多尘环境影响较严重的缺陷，实现了无轨导航方式，该***测量位置准确，位置精度可达±5mm，测量角度准确，角度精度为±0.1度，其导航精度高，有效的节约资源。
附图说明
图1为导航***结构图；
图2为控制单元结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种适合仓储AGV的惯性导航***，它包括陀螺仪、磁钉、编码器、磁传感器、RFID卡、RFID读卡器、控制单元、左右驱动器和左右轮，所述的磁钉和RFID卡设置在AGV航道上，陀螺仪、RFID读卡器和控制单元设置在AGV上，磁传感器设置在小车车头底部的中线上，左右驱动器和左右轮设置在小车底部，驱动器与车轮连接，所述的陀螺仪、磁传感器、编码器、RFID读卡器和左右驱动器分别与控制单元连接。如图2所示，控制单元包括依次连接的磁钉读取模块、偏移数据获取模块、路径规划模块、陀螺仪角度获取模块、角度校准模块、RFID读取模块、运行控制模块和陀螺仪控旋转模块，磁钉读取模块与磁传感器连接，陀螺仪角度获取模块与陀螺仪连接，陀螺仪控旋转模块与左右驱动器连接，RFID读取模块与RFID读卡器连接。
所述的磁钉读取模块通过控制单元的串口读取磁传感器采集的磁钉数据。
所述的偏移数据获取模块根据磁传感器获得的磁钉状态获得小车偏移运行轨迹的角度和距离。
所述的路径规划模块根据小车偏移运行轨迹的角度和距离规划出AGV转弯半径，同时控制左右差速实现以该半径转弯。
所述的陀螺仪角度获取模块将陀螺仪的原始数据进行处理后，并积分得到AGV该时刻的角度。
所述的角度校准模块通过磁钉校准的角度对陀螺仪获取的角度进行校准。
所述的RFID读取模块在AGV小车运行到路径的交叉路口磁钉处时读取RFID地标的ID号。
所述的运行控制模块，将RFID的ID和任务路径中ID进行匹配得出相应动作确定AGV运行模式，如转弯则启动AGV差速原地转弯。
所述的陀螺仪控旋转模块实现原地转弯90度。

Claims (9)

1.一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：它包括陀螺仪、磁钉、编码器、磁传感器、RFID卡、RFID读卡器、控制单元、左右驱动器和左右轮，所述的磁钉和RFID卡设置在AGV航道上，陀螺仪、RFID读卡器和控制单元设置在AGV上，磁传感器设置在小车车头底部的中线上，左右驱动器和左右轮设置在小车底部，驱动器与车轮连接，所述的陀螺仪、磁传感器、编码器、RFID读卡器和左右驱动器分别与控制单元连接；所述的控制单元包括依次连接的磁钉读取模块、偏移数据获取模块、路径规划模块、陀螺仪角度获取模块、角度校准模块、RFID读取模块、运行控制模块和陀螺仪控旋转模块，磁钉读取模块与磁传感器连接，陀螺仪角度获取模块与陀螺仪连接，陀螺仪控旋转模块与左右驱动器连接，RFID读取模块与RFID读卡器连接。
2.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的磁钉读取模块通过控制单元的串口读取磁传感器采集的磁钉数据。
3.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的偏移数据获取模块根据磁传感器获得的磁钉状态获得小车偏移运行轨迹的角度和距离。
4.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的路径规划模块根据小车偏移运行轨迹的角度和距离规划出AGV转弯半径，同时控制左右差速实现以该半径转弯。
5.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的陀螺仪角度获取模块将陀螺仪的原始数据进行处理后，并积分得到AGV该时刻的角度。
6.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的角度校准模块通过磁钉校准的角度对陀螺仪获取的角度进行校准。
7.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的RFID读取模块在AGV小车运行到路径的交叉路口磁钉处时读取RFID地标的ID号。
8.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的运行控制模块将RFID的ID和任务路径中ID进行匹配得出相应动作确定AGV运行模式，如转弯则启动AGV差速原地转弯。
9.根据权利要求1所述的一种适合仓储AGV的惯性导航***，其特征在于：所述的陀螺仪控旋转模块实现原地转弯90度。
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