CN109969998A - 一种基于激光slam导航托盘搬运agv - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，包括AGV车体***、车载控制***、驱动总成控制***、CAN wifi无线模块、面板操控***、人机交互***、激光导航***、AGV驱动总成、泵站总成，所述激光导航***与车载控制***通讯连接，用于扫描周围环境生成地图，并将在地图里建立AGV的运行轨迹保存于车载控制***，与AGV上位机***已构建好的室内地图进行匹配；该类AGV不需要设置固定的轨道，可通过构建室内完整的地图，获得周围环境完整的信息，在移动过程中通过传感器实时获取周围环境的信息，与已构建好的室内地图进行匹配，并采用粒子滤波算法精确确定其在全局地图中的位置，同时也就确定了在周围环境中的位置。

Description

一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV
【技术领域】
本发明涉及AGV车的技术领域，特别是一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV。
【背景技术】
在传统的工厂作业环境中，自动仓库与生产车间之间，各工位之间，各段输送线之间的物件输送主要依赖人力，存在运输效率低，工人劳动强度大，人力成本高，生产环境恶劣，容易发生安全事故等问题，不利于企业的长远有利发展。
近年来，随着科学技术的发展，自动化技术呈现加速发展的趋势，国内自动化立体仓库和自动化柔性装配线进入发展与普及阶段。其中，在自动仓库与生产车间之间，各工位之间，AGV(Automated Guided Vehicle)起了无可替代的重要作用。目前AGV***已经广泛应用于工业物料柔性搬运***中，随着物流***的迅速发展，AGV的应用范围也在不断扩展。现有的AGV常用导航方式的采用是磁导航、二维码导航、色带导航和激光有反导航的方式；磁导航、二维码导航、色带导航对AGV运行的环境要求很高，当地面的有灰尘或者油污时都会影响AGV的运行，同时磁导航、二维码导航、色带导航要定期的进行维护，维护的成本较高。激光反光板导航的精度高，但在前期的施工工，需要反复的进行位置定位，施工周期长、成本高。现提出一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，不需要设置固定的轨道，可通过构建室内完整的地图，获得周围环境完整的信息。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，包括AGV车体***、车载控制***、驱动总成控制***、CAN wifi无线模块、面板操控***、人机交互***、激光导航***、AGV驱动总成、泵站总成，
所述激光导航***与车载控制***通讯连接，用于扫描周围环境生成地图，并将在地图里建立AGV的运行轨迹保存于车载控制***，与AGV上位机***已构建好的室内地图进行匹配，采用粒子滤波算法精确确定其在全局地图中的位置，同时确定在周围环境中的位置；
所述车载控制***通过CAN协议与驱动总成控制***进行通讯，实时的发送控制指令；
所述驱动总成控制***与AGV驱动总成连接，实现AGV车体***的运动控制；所述驱动总成控制***与泵站总成通讯连接，通过泵站总成驱动动货叉车架做升降运动；
所述面板操控***用于切换车载控制***的控制模式，所述人机交互***通过串口或USB接口与车载控制***通讯连接。
作为优选，还包括与车载控制***相连的频闪警示灯、三色指示灯、安全触边条和避障雷达，所述三色指示灯用以显示AGV车辆的运行状态，所述频闪警示灯实时提醒AGV周围的人和物车辆运行经过，当避障雷达受到外物干扰失效时，人或物触碰到全触边条时车载控制***控制车辆停止运行。
作为优选，所述AGV车体***的前方设有货物检测光电开关，用以监测货物是否到位，所述货叉车架的前端设有与车载控制***相连的左货叉检测光电开关、右货叉检测光电开关，所述AGV车体***的一侧设有与车载控制***相连的语音报警器，用以播报避让障碍的消息。
作为优选，所述AGV车体***上还设有与车载控制***相连的扇热风扇，用以对车辆电机散热降温。
作为优选，所述泵站总成上设有起升油缸，所述泵站总成通过高压油管带动起升油缸起升，所述起升油缸通过连杆机构带动货叉车架做起升、下降运动，货叉车架的高度通过起升限位微动开关进行电限位。
作为优选，所述车载控制***通过无线路由与AGV上位机***通讯连接，所述AGV上位机***用于实现对多台AGV单机进行任务分配、车辆管理、交通管理、通讯管理。
作为优选，所述自动充电板通过充电桩连接对大容量锂电池充电，所述CAN wifi无线模块与充电桩通讯连接，充电桩通过CAN wifi无线模块实时的传输***指令要求进行充电工作。
本发明的有益效果：本发明通过基于激光SLAM(同时定位与构建地图)导航的AGV是智能移动机器人的一种，该类AGV不需要设置固定的轨道，可通过构建室内完整的地图，获得周围环境完整的信息，在移动过程中，通过传感器实时获取周围环境的信息，与已构建好的室内地图进行匹配，并采用粒子滤波算法精确确定其在全局地图中的位置，同时也就确定了在周围环境中的位置。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV的结构示意图；
图2是本发明一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV的主视示意图；
图3是本发明一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV的左视示意图；
图4是本发明一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV的右视示意图；
图5是本发明一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV的围板结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1至图5本发明一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，包括AGV车体***1、车载控制***2、驱动总成控制***3、CAN wifi无线模块4、面板操控***5、人机交互***6、激光导航***9、AGV驱动总成11、泵站总成12，所述激光导航***9与车载控制***2通讯连接，用于扫描周围环境生成地图，并将在地图里建立AGV的运行轨迹保存于车载控制***2，与AGV上位机***已构建好的室内地图进行匹配，采用粒子滤波算法精确确定其在全局地图中的位置，同时确定在周围环境中的位置；所述车载控制***2通过CAN协议与驱动总成控制***3进行通讯，实时的发送控制指令；所述驱动总成控制***3与AGV驱动总成11连接，实现AGV车体***1的运动控制；所述驱动总成控制***3与泵站总成12通讯连接，通过泵站总成12驱动动货叉车架做升降运动；所述面板操控***5用于切换车载控制***2的控制模式，所述人机交互***6通过串口或USB接口与车载控制***2通讯连接。
进一步地，还包括与车载控制***2相连的频闪警示灯7、三色指示灯8、安全触边条10和避障雷达20，所述三色指示灯8用以显示AGV车辆的运行状态，所述频闪警示灯7实时提醒AGV周围的人和物车辆运行经过，当避障雷达20受到外物干扰失效时，人或物触碰到全触边条10时车载控制***2控制车辆停止运行。所述AGV车体***1的前方设有货物检测光电开关15，用以监测货物是否到位，所述货叉车架的前端设有与车载控制***2相连的左货叉检测光电开关16、右货叉检测光电开关17，所述AGV车体***1的一侧设有与车载控制***2相连的语音报警器18，用以播报避让障碍的消息。所述AGV车体***1上还设有与车载控制***2相连的扇热风扇19，用以对车辆电机散热降温。所述泵站总成12上设有起升油缸1201，所述泵站总成12通过高压油管带动起升油缸1201起升，所述起升油缸1201通过连杆机构带动货叉车架做起升、下降运动，货叉车架的高度通过起升限位微动开关进行电限位。所述车载控制***2通过无线路由与AGV上位机***通讯连接，所述AGV上位机***用于实现对多台AGV单机进行任务分配、车辆管理、交通管理、通讯管理。所述自动充电板13通过充电桩连接对大容量锂电池14充电，所述CAN wifi无线模块4与充电桩通讯连接，充电桩通过CAN wifi无线模块4实时的传输***指令要求进行充电工作。AGV的围板101采用高强度的钢板制作。
本发明工作过程：
本发明一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，激光导航***9在移动过程中扫描周围环境生成地图，在地图里建立AGV的运行轨迹保存在车载控制***2，与上位机已构建好的室内地图进行匹配，并采用粒子滤波算法精确确定其在全局地图中的位置，同时也就确定了在周围环境中的位置。激光SLAM导航在定位的过程中都将依赖先验知识(先验地图)确定自身所在的位置，如果环境产生了变化，再次依赖先验地图定位将产生错误的定位结果。因此激光SLAM导航要求周围的环境相对要稳定，当周围环境变化较大时，AGV激光导航***对周围环境重新进行扫描。AGV上位机***实现对多台AGV单机进行任务分配、车辆管理、交通管理、通讯管理；AGV车载控制***2通过CAN协议与驱动总成控制***3进行通讯，可以实时的发送控制指令。驱动总成控制***3连接AGV驱动总成11实现AGV车体***1的运动控制，同时AGV车载控制***2通过CAN协议与驱动总成控制***3进行通讯，发送起升指令时，驱动总成控制***3控制泵站12，泵站12通过高压油管带动起升油缸1201起升，起升油缸1201通过连杆机构带动货叉车架做起升、下降运动，高度通过起升限位微动开关进行电限位，能够有效的提升机械停止的精度，保护油缸的磨损；通过面板操控***5可以切换AGV车载控制***2的控制模式，控制模式的选择可以通过人机交互***6直观的显示，同时人机交互***6通过串口或USB接口与AGV车载控制***2通讯，可修改AGV车载控制***2的***参数，也可以实时显示***的电池电量、AGV整车的额故障休息、AGV的运行路径等；AGV车载控制***2实现AGV单机的导航、导引、路径选择、车辆驱动、搬运、装卸操作的控制；AGV导航导引***能够实现无人自动驾驶导航导引。三色指示灯8连接AGV车载控制***2，三色指示灯8通过黄、红、蓝三色灯直关的显示AGV车辆的运行状态，频闪警示灯7频闪烁实时提醒AGV周围的人和物车辆运行经过，注意安全，当频闪警示灯7频闪烁扔不能达到提醒的目的，避障雷达20可以设定AGV车辆减速、慢行、停止三个区域，语音报警器18会实时的播报注意避让消息，当避障雷达20受到外物干扰失效时，人或物触碰到安全触边10AGV车辆会立即停止运行，语音报警器18播报障碍物避让消息；当AGV的前进运行时，AGV运行的前方有人或物时左货叉检测光电开关16、右货叉检测光电开关17信号到AGV车载控制***2，AGV车辆会立即停止运行，语音报警器18播报障碍物避让消息；当货物检测光电开关15有信号输出到AGV车载控制***2时，说明货物已经到位，AGV车体***1可以执行下一步指令。当AGV车载控制***2检测AGV车辆电机温度过高时，扇热风扇19会自动的进行工作，直至AGV车辆降到设定温度范围内。当AGV车载控制***2检测AGV车辆电池电量少于设定的电量时，当AGV车载控制***2会控制AGV车辆运行到指定的充电区域，AGV车体的自动充电板13与充电桩连接对大容量锂电池14快速的充电，快速充电桩通过CAN wifi无线模块4实时的传输***指令要求进行充电工作，可以满足AGV车辆24小时运行。AGV的围板101采用高强度的钢板制作，增强AGV整车结构的强度，满足AGV车辆在恶劣环境运行提供了有效的安全防护。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，其特征在于：包括AGV车体***(1)、车载控制***(2)、驱动总成控制***(3)、CAN wifi无线模块(4)、面板操控***(5)、人机交互***(6)、激光导航***(9)、AGV驱动总成(11)、泵站总成(12)，
所述激光导航***(9)与车载控制***(2)通讯连接，用于扫描周围环境生成地图，并将在地图里建立AGV的运行轨迹保存于车载控制***(2)，与AGV上位机***已构建好的室内地图进行匹配，采用粒子滤波算法精确确定其在全局地图中的位置，同时确定在周围环境中的位置；
所述车载控制***(2)通过CAN协议与驱动总成控制***(3)进行通讯，实时的发送控制指令；
所述驱动总成控制***(3)与AGV驱动总成(11)连接，实现AGV车体***(1)的运动控制；所述驱动总成控制***(3)与泵站总成(12)通讯连接，通过泵站总成(12)驱动动货叉车架做升降运动；
所述面板操控***(5)用于切换车载控制***(2)的控制模式，所述人机交互***(6)通过串口或USB接口与车载控制***(2)通讯连接。
2.如权利要求1所述的一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，其特征在于：还包括与车载控制***(2)相连的频闪警示灯(7)、三色指示灯(8)、安全触边条(10)和避障雷达(20)，所述三色指示灯(8)用以显示AGV车辆的运行状态，所述频闪警示灯(7)实时提醒AGV周围的人和物车辆运行经过，当避障雷达(20)受到外物干扰失效时，人或物触碰到全触边条(10)时车载控制***(2)控制车辆停止运行。
3.如权利要求1所述的一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，其特征在于：所述AGV车体***(1)的前方设有货物检测光电开关(15)，用以监测货物是否到位，所述货叉车架的前端设有与车载控制***(2)相连的左货叉检测光电开关(16)、右货叉检测光电开关(17)，所述AGV车体***(1)的一侧设有与车载控制***(2)相连的语音报警器(18)，用以播报避让障碍的消息。
4.如权利要求1所述的一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，其特征在于：所述AGV车体***(1)上还设有与车载控制***(2)相连的扇热风扇(19)，用以对车辆电机散热降温。
5.如权利要求1所述的一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，其特征在于：所述泵站总成(12)上设有起升油缸(1201)，所述泵站总成(12)通过高压油管带动起升油缸(1201)起升，所述起升油缸(1201)通过连杆机构带动货叉车架做起升、下降运动，货叉车架的高度通过起升限位微动开关进行电限位。
6.如权利要求1所述的一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，其特征在于：所述车载控制***(2)通过无线路由与AGV上位机***通讯连接，所述AGV上位机***用于实现对多台AGV单机进行任务分配、车辆管理、交通管理、通讯管理。
7.如权利要求1所述的一种基于激光SLAM导航托盘搬运AGV，其特征在于：所述自动充电板(13)通过充电桩连接对大容量锂电池(14)充电，所述CANwifi无线模块(4)与充电桩通讯连接，充电桩通过CAN wifi无线模块(4)实时的传输***指令要求进行充电工作。
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