Agv小車自適應導航方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種AGV小車自適應導航方法及系統，包括建立原始數據庫，對AGV小車運行過程中的行走距離及AGV小車的左、右輪差速比進行采樣；及左、右輪差速比信息傳輸至原始數據庫，原始數據庫將接受的信息與正常行駛的AGV小車的左、右輪差速比進行比對，發出故障報警信號，且將差值信號發送至處理模塊，處理模塊接收差值信號后進行處理，并發出信號至控制單元，控制單元發出控制信號用于調節AGV小車的左、右輪速度，從而實現AGV小車自適應調整，或者檢修操作。
【專利說明】
AGV小車自適應導航方法及系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及AGV小車技術領域，具體涉及一種AGV小車自適應導航方法及系統。
【背景技術】
[0002] AGV自動導航小車是一種能夠在調度系統或者人工指令的情況下，自動完成貨物 裝卸和輸送的只能運輸設備，因此AGV自動導航小車廣泛應用在物流分揀倉庫中，目前業內 的出現的AGV導航控制系統主要由磁導引、慣性導引、激光導引等方式，其中慣性導引、激光 導引的方式由于抗外界干擾能力較弱，遠沒有磁導引應用廣泛。
[0003]目前已經應用的磁導引AGV小車運行的方式有多種，每種磁導引方式對應的磁導 航傳感器的結構各具特點，比如單排掃描方式、前后兩排方式、多個陣列式以及"T"型方式 等等，上述的磁導引方式作用也僅僅是提高了導航過程中的掃描精度。然而實際的AGV小車 應用的工況環境相當惡劣，AGV小車在長期運行中受到諸多因素的影響，從而造成AGV小車 運行不穩定，甚至無法正常運行。AGV小車在實際運行的過程中，磁軌因為踩踏而造成破損、 斷裂、彎曲變形，磁軌因為外界影響造成磁性減弱、消磁，AGV小車動力輪磨損、粘結異物， AGV小車電機齒輪磨損造成左右輪速差異等等問題。受到上述諸多問題的困擾，容易造成 AGV小車運行不穩定或者無法運行。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是:提供一種AGV小車自適應導航方法及系統，能夠自動實施對AGV 小車運行軌跡的調節，確保AGV小車運行的穩定性。
[0005] 為實現上述目的，AGV小車自適應導航方法采用的技術方案是：
[0006] 方法包括如下步驟：
[0007] a)、建立原始數據庫，所述原始數據庫用于記錄AGV小車在軌道上正常運行時行走 距離L以及行走距離所在位置對應的AGV小車的左、右輪差速比A;
[0008] b)、計算AGV小車行走距離L1;
[0009] c)、對AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速A1比進行采樣； [0010] c)、將采樣后的AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速比A1 信息傳輸至原始數據庫，原始數據庫將接受的信息與AGV小車正常運行時行走距離L以及行 走距離所在位置對應的AGV小車的左、右輪差速比A進行比對，并作出如下判斷：
[0011] 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值小于或 等于設定的閾值f時，則重復步驟b至c;
[0012] 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值大于設 定的閾值f時，則發出故障報警信號，且將差值信號發送至處理模塊，處理模塊接收差值信 號后進行處理，并發出信號至控制單元，控制單元發出控制信號用于調節AGV小車的左、右 輪速度。
[0013] 本發明還存在以下特征：
[0014] 所述步驟b中，AGV小車行走距離L的計算方法如下：
[0015] 首先，在AGV小車的左、右輪上設置有旋轉編碼器；
[0016] 然后測量左、右輪的周長；
[0017] 得出行走距離 ΑΡ
[0018] 其中，C為左、右輪的周長，Ρ為旋轉編碼器的脈沖數，ΔΡ為轉動周期脈沖數。
[0019] 所述步驟a中，原始數據庫包括二維坐標系，其中橫坐標為AGV小車正常運行時行 走距離L，縱坐標為AGV小車正常行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在在軌道上正常行駛一圈 得出二維坐標圖；
[0020] 建立以AGV小車運行過程中的行走距離L1為橫坐標及以AGV小車的左、右輪差速A1 為縱坐標的二維坐標圖；
[0021] 在原始數據庫包括二維坐標系中選取多段樣本點集合yi，在AGV小車運行過程中 建立的二維坐標系中選取多段樣本點集合 Xl，通過在兩個坐標系中選取的多段樣本，計算 兩個坐標系中的離散度差
?中，N表示取樣的樣本數量，然后根據計 算的離散度差值σ與閾值f進行比較;如若〇>f，則發出故障報警信號，且將差值信號發送至 處理模塊，處理模塊接收差值信號后進行處理，并發出信號至控制單元，控制單元發出控制 信號用于調節AGV小車的左、右輪速度。
[0022] 為實現上述目的，AGV小車自適應導航系統采用的技術方案是：
[0023]系統包括數據庫服務器，數據庫服務器包括用于記錄AGV小車正常行駛的左、右輪 速度以及根據AGV小車的輪速得出的AGV小車行駛的距離的原始數據庫；
[0024] 系統還包括設置在AGV小車左、右輪的輪速傳感器，輪速傳感器用于采集AGV小車 左、右輪的輪速；
[0025] 輪速傳感器將采集的左、右輪的輪速信號發送至數據庫服務器；
[0026]數據庫服務器包括處理模塊，處理模塊接收輪速傳感器將采集的左、右輪的輪速 信號后進行處理、判斷，并發出控制信號至控制單元，控制單元發出控制信號用于調節制 AGV小車的左、右輪速度。
[0027] 本發明還存在以下特征：
[0028]所述輪速傳感器為設置在AGV小車左、右輪的旋轉編碼器，旋轉編碼器用于采集脈 沖數及轉動周期脈沖數信號。
[0029]與現有技術相比，本發明具備的技術效果為:通過建立AGV小車在正常行駛下的原 始數據庫，原始數據庫用于作為比對的參考，AGV小車在行駛的過程中，實時采集左、右輪差 速比數據，將采集的實時左、右輪差速比數據與原始數據庫的正常情況下AGV小車的左、右 輪差速比數據進行比較，如若大于設定的閾值時，可基本確定AGV小車在行駛過程中遇到了 問題，或者是磁軌道的問題，或者是AGV小車的轉輪問題，控制單元根據左、右輪差速比數 據，調整AGV小車的左、右輪速度，使得AGV小車的左、右輪差速比落入正常行駛時的原始數 據庫內，從而實現AGV小車自適應調整，如若無法再短時間內實現自適應調整，則說明問題 較為嚴重，從而需要進行報警，或者停止AGV小車，進行檢修操作。
【附圖說明】
[0030]圖1是AGV小車自適應導航系統的控制結構圖；
[0031 ]圖2是AGV小車自適應導航方法的邏輯框圖；
[0032] 圖3是本發明實施例中的一側次取樣周期示意圖；
[0033] 圖4是原始數據庫中AGV小車直線行走曲線圖；
[0034] 圖5是原始數據庫中AGV小車彎道行走曲線圖；
[0035] 圖6是原始庫中AGV小車完整一圈行走曲線圖；
[0036] 圖7是本發明實施例中一次取樣周期中AGV小車正常直線行走和受干擾直線行走 對比曲線圖；
[0037] 圖8是本發明實施例中一次取樣周期中AGV小車正常彎道行走和受干擾彎道行走 對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0038] 結合圖1至圖8,對本發明作進一步地說明：
[0039] 首先針對AGV小車自適應導航方法，進行詳細的闡述：
[0040] AGV小車自適應導航方法，方法包括如下步驟：
[0041] a)、建立原始數據庫10,所述原始數據庫10用于記錄AGV小車在軌道上正常運行時 行走距離L以及行走距離所在位置對應的AGV小車的左、右輪差速比A;
[0042] b)、計算AGV小車行走距離L1;
[0043] c)、對AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速A1比進行采樣；
[0044] c)、將采樣后的AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速比A1 信息傳輸至原始數據庫10,原始數據庫10將接受的信息與AGV小車正常運行時行走距離L以 及行走距離所在位置對應的AGV小車的左、右輪差速比A進行比對，并作出如下判斷：
[0045]采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值小于或 等于設定的閾值f時，則重復步驟b至c;
[0046]采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下， 采樣的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值大于設 定的閾值f時，則發出故障報警信號，且將差值信號發送至處理模塊20,處理模塊20接收差 值信號后進行處理，并發出信號至控制單元30,控制單元30發出控制信號用于調節AGV小車 的左、右輪速度。
[0047]通過建立AGV小車在正常行駛下的原始數據庫10,原始數據庫10用于作為比對的 參考，AGV小車在行駛的過程中，實時采集左、右輪差速比數據，將采集的實時左、右輪差速 比數據與原始數據庫10的正常情況下AGV小車的左、右輪差速比數據進行比較，如若大于設 定的閾值f時，可基本確定AGV小車在行駛過程中遇到了問題，或者是磁軌道的問題，或者是 AGV小車的轉輪問題，控制單元30根據左、右輪差速比數據，調整AGV小車的左、右輪速度，使 得AGV小車的左、右輪差速比落入正常行駛時的原始數據庫10內，從而實現AGV小車自適應 調整，如若無法再短時間內實現自適應調整，則說明問題較為嚴重，從而需要進行報警，或 者停止AGV小車，進行檢修操作。
[0048] 作為本發明的優選方案，為快速準確的確定AGV小車的運行位置，所述步驟b中， AGV小車行走距離L的計算方法如下：
[0049] 首先，在AGV小車的左、右輪上設置有旋轉編碼器；
[0050] 然后測量左、右輪的周長；
[0051] 得出行走距離= &Ρ
[0052] 其中，C為左、右輪的周長，Ρ為旋轉編碼器的脈沖數，ΔΡ為轉動周期脈沖數。
[0053]通過設置在左、右輪上設置有旋轉編碼器，從而可方便采集AGV小車的運行距離信 號，進而確定位于該運行距離所在位置的AGV小車的左、右輪的旋轉速度，進而確定AGV小車 的左、右輪的差速比，方便實施對原始數據庫10內所在行走距離對應的AGV小車的左、右輪 的差速比進行比對，以確定AGV小車的運行過程中，是否出現故障。
[0054]所述步驟a中，原始數據庫10包括二維坐標系，其中橫坐標為AGV小車正常運行時 行走距離L，縱坐標為AGV小車正常行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在在軌道上正常行駛一 圈得出二維坐標圖；結合圖4和圖5，AGV小車在正常行駛過程中，磁軌道在運行的過程中會 出現直線行駛和彎曲行駛的情況，在直線行駛的過程中，AGV小車的左、右輪差速比為1，在 彎道行駛的過程中，由于AGV小車的左、右輪的轉速不同，在不同的彎道區域不同，差速比一 般在1到1.6之間，從而建立起AGV小車正常行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在軌道上正常 行駛一圈得出二維坐標圖，用作比對，最后的而且坐標圖如圖6所示。
[0055]結合圖7和圖8,建立以AGV小車運行過程中的行走距離L1為橫坐標及以AGV小車的 左、右輪差速A1為縱坐標的二維坐標圖；建立采樣后的二維坐標圖與AGV小車在軌道上正常 行駛得出二維坐標圖進行比對，從而可確定AGV小車的磨損情況。
[0056]為為進一步提高數據處理的精確度，結合圖3所示，在原始數據庫10包括二維坐標 系中選取多段樣本點集合yi，在AGV小車運行過程中建立的二維坐標系中選取多段樣本點 集合Xl，通過在兩個坐標系中選取的多段樣本，計算兩個坐標系中的離散度差值
中，N表示取樣的樣本數量，然后根據計算的離散度差值σ與閾值f進 行比較;如若〇>f，則發出故障報警信號，且將差值信號發送至處理模塊20,處理模塊20接 收差值信號后進行處理，并發出信號至控制單元30,控制單元30發出控制信號用于調節AGV 小車的左、右輪速度。
[0057]下面給出AGV小車在行駛的過程中，AGV系統問題的判斷表格，以及對應的調整方 式：
[0059]
[0060] 上述的自適應調整方式采用PID算法進行調整行走控制系數，改變左、右輪的差速 比，用來彌補誤差。
[0061 ]下面針對AGV小車自適應導航系統，進行介紹：
[0062]結合圖1所示，系統包括數據庫服務器40，數據庫服務器40包括用于記錄AGV小車 正常行駛的左、右輪速度以及根據AGV小車的輪速得出的AGV小車行駛的距離的原始數據庫 10；
[0063]系統還包括設置在AGV小車左、右輪的輪速傳感器50,輪速傳感器50用于采集AGV 小車左、右輪的輪速；
[0064]輪速傳感器50將采集的左、右輪的輪速信號發送至數據庫服務器40;
[0065]數據庫服務器40包括處理模塊20,處理模塊20接收輪速傳感器50將采集的左、右 輪的輪速信號后進行處理、判斷，并發出控制信號至控制單元30,控制單元30發出控制信號 用于調節AGV小車的左、右輪轉速。
[0066]通過上述的輪速傳感器50用來采集AGV小車的左、右輪轉速信號，從而發送至數據 庫服務器40包括處理模塊20，進而對速度進行判斷，比對，從而可得到AGV小車是否出現故 障，如若出現故障，需要對故障進行報警，然后通過處理模塊20對左、右輪轉速進行調整，進 而使得AGV小車完成自適應導航，克服一半的困難。
[0067]所述輪速傳感器50為設置在AGV小車左、右輪的旋轉編碼器，旋轉編碼器用于采集 脈沖數及轉動周期脈沖數信號。
【主權項】
1. AGV小車自適應導航方法，其特征在于:方法包括如下步驟： a) 、建立原始數據庫（10)，所述原始數據庫（10)用于記錄AGV小車在軌道上正常運行時 行走距離LW及行走距離L所在位置對應的AGV小車的左、右輪差速比A; b) 、計算AGV小車行走距離L1; C)、對AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速A1比進行采樣； C)、將采樣后的AGV小車運行過程中的行走距離L1及AGV小車的左、右輪差速比A1信息 傳輸至原始數據庫（10)，原始數據庫（10)將接受的信息與AGV小車正常運行時行走距離LW 及行走距離所在位置對應的AGV小車的左、右輪差速比A進行比對，并作出如下判斷： 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下，采樣 的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值小于或等于 設定的闊值f時，則重復步驟b至C; 采樣的AGV小車運行過程中的行走距離L1與正常運行時行走距離L相同的情況下，采樣 的AGV小車的左、右輪差速比A1與正常運行時的AGV小車的左、右輪差速比A差值大于設定的 闊值f時，則發出故障報警信號，且將差值信號發送至處理模塊(20)，處理模塊(20)接收差 值信號后進行處理，并發出信號至控制單元(30)，控制單元(30)發出控制信號用于調節AGV 小車的左、右輪速度。2. 根據權利要求1所述的AGV自適應導航方法，其特征在于:所述步驟b中，AGV小車行走 距離L的計算方法如下： 首先，在AGV小車的左、右輪上設置有旋轉編碼器； 然后測量左、右輪的周長； 得出行走距離王]=C^; AP 其中，C為左、右輪的周長，P為旋轉編碼器的脈沖數，ΔΡ為轉動周期脈沖數。3. 根據權利要求2所述的AGV自適應導航方法，其特征在于:所述步驟a中，原始數據庫 (10)包括二維坐標系，其中橫坐標為AGV小車正常運行時行走距離L，縱坐標為AGV小車正常 行駛的左、右輪差速比A，AGV小車在在軌道上正常行駛一圈得出二維坐標圖； 建立WAGV小車運行過程中的行走距離L1為橫坐標及WAGV小車的左、右輪差速A1為 縱坐標的二維坐標圖。4. 根據權利要求3所述的AGV自適應導航方法，其特征在于:在原始數據庫（10)包括二 維坐標系中選取多段樣本點集合yi，在AGV小車運行過程中建立的二維坐標系中選取多段 樣本點集合XI，通過在兩個坐標系中選取的多段樣本，計算兩個坐標系中的離散度差值，其中，N表示取樣的樣本數量，然后根據計算的離散度差值0與闊值f進 行比較；如若〇>f，則發出故障報警信號，且將差值信號發送至處理模塊（20)，處理模塊 (20)接收差值信號后進行處理，并發出信號至控制單元(30)，控制單元(30)發出控制信號 用于調節AGV小車的左、右輪速度。 5 .AGV小車自適應導航系統，其特征在于：系統包括數據庫服務器(40)，數據庫服務器 (40)包括用于記錄AGV小車正常行駛的左、右輪速度W及根據AGV小車的輪速得出的AGV小 車行駛的距離的原始數據庫（10); 系統還包括設置在AGV小車左、右輪的輪速傳感器(50)，輪速傳感器(50)用于采集AGV 小車左、右輪的輪速； 輪速傳感器巧0)將采集的左、右輪的輪速信號發送至數據庫服務器(40); 數據庫服務器(40)包括處理模塊（20)，處理模塊（20)接收輪速傳感器(50)將采集的 左、右輪的輪速信號后進行處理、判斷，并發出控制信號至控制單元(30)，控制單元(30)發 出控制信號用于調節AGV小車的左、右輪速度。6.根據權利要求5所述的AGV小車自適應導航系統，其特征在于:所述輪速傳感器(50) 為設置在AGV小車左、右輪的旋轉編碼器，旋轉編碼器用于采集脈沖數及轉動周期脈沖數信 號。
【文檔編號】G05D1/02GK105974924SQ201610571793
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月19日
【發明人】李紅, 高琳琳
【申請人】合肥學院