AGV(Automated Guided Vehicle)

2024-05-08 10:08
文章标签 automated guided agv vehicle

本文主要是介绍AGV(Automated Guided Vehicle),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

 摘抄自《智能AGV视觉导航控制系统的研究及应用》刘朋飞 华南理工 硕士论文

       随着科学技术进步和产业升级改造的需求,智能 AGV(Automated Guided Vehicle,自动导航小车)的应用逐渐成为企业在柔性生产设备和仓储自动化升级的首选方案 ,具有自动化程度高、灵活性好、安全可靠等优点.

    智能 AGV,即无人搬运车,通常指装备有自动导航装置,可通过驱动单元按照规定路径行驶,具有安全保护且无需人工操作的搬运车,一般使用蓄电池作为其动力,车载中央控制器对其进行路径导航及动作控制。上位机控制系统,对多
台智能 AGV 进行调度,智能 AGV 在各行业中都有广泛的应用。

    目前,市场上的成熟产品和各行业中广泛应用的智能 AGV 和处于研究热点的智能 AGV 所使用的导航技术有很多形式,诸如坐标导航技术、电磁导航技术、磁带导航技术、光学导航技术、激光导航技术、惯性导航技术等,视觉导航技术等,而视觉导航技术尚处于研究阶段[2]。

     视觉导航技术的研究方向主要有结构化路径导航和非结构化路径导航,但是,视觉导航技术目前的发展应用阶段为结构化路径视觉导航,即在智能 AGV工作区域预先铺设路径标识线,通过车载视觉传感器动态采集路径信息,经智能
AGV 图像处理器处理识别出路径中心线,并判断车体中轴线与路径中心线的偏差距离及夹角,并通过运动控制系统使偏差距离及夹角保持在允许的范围内。视觉导航技术优点有信息量多且处理简单、引导路径的布置和扩展柔性,简单。视觉导航技术的发展的理想或最终结果应是柔性化路径的视觉导航,利用视觉传感器动态采集智能 AGV 运行路径周围的环境图像信息,并与智能 AGV 控制系统中数据库预先设定好的运行路径周围环境的信息对比分析,进而确定当车体前位置以及执行下一步的运行策论。视觉导航技术的非结构化路径导航是对运行环境 的柔性建模,最终达到的效果可以无需铺设任何路径信息和标志信息,智能 AGV可以自动识别路径和周围环境信息,进行智能、柔性化运行。视觉导航技术是当前智能 AGV 导引技术研究工作的重要方向之一[3]。

     智能 AGV 的视觉导航是其导航方式未来发展的趋势,也成为了国内外诸多学者研究的重点方向之一。美国斯坦福大学(Stanford University)最早研究智能 AGV 基于构建地图的视觉导航方式,所研制的智能 AGV -- Cart,通过视觉传感器采集现场景物照片对景物进行重构来获得导航地图[4]。美国普渡大学(Purdue University)的机器人视觉实验室成功的研制了一款智能 AGV -- Peter,采用导航方式为主动式双目立体视觉导航系统,通过获取智能 AGV 的运行环境三维信息和路径上障碍物的三维信息,并结合超声波、雷达扫描仪、红外测距传感器等其他传感器所感知的信息实现智能AGV 的柔性运行[5]。日本大阪大学(Osaka University)对于智能 AGV 视觉导航的技术也进行了深入的研究,采用的是单目视觉导航,视觉传感器可旋转,对周围环境具有更广泛的探测性,智能 AGV 的定位信息-行驶距离和转角,由安装的旋转编码器和电位计来获取,主控器为微机和图像处理器[6]。

     通过对市场调研和相关文献的查阅可知,智能 AGV 视觉导航研究的方向主要有以下三个方面:

(1) 结构化路径视觉导航技术
        目前,处于研究阶段的具有视觉导航功能智能 AGV,大多是在结构化道路上实现导航,路径信息采集装置基本为单目视觉结构,具有应用简单、稳定可靠的特点,图像处理实时性高,控制性能较好的优点, 可实现性高,但是仍然无法彻底摆脱传统导航模式柔性差的缺点,需要导航路径线、标志位等辅助信息[10]。

(2) 柔性化路径视觉导航技术
       相对于结构化路径来说,视觉导航的最终发展研究目标是柔性化的路径视觉导航,即不再需要预先铺设路径,只通过智能 AGV 所配置的“眼睛”, 单目、双目、甚至多目、实现 3D 场景图像的实时处理,使得智能 AGV 具有识别整个运行场景,根据路径的柔性变化自行调节运行方式的功能,这种功能的实现需要复杂而优良的算法,高效而低耗的处理器来支撑,是智能AGV视觉导航研究的重点[11]。

(3) 视觉导航方式智能 AGV 调度系统研究
        智能 AGV 的应用至少是 3 台以上的,组成 AGVS(智能 AGV 系统),所以研究AGV 之间的最优化调度也是关键的关键点之一[12]。如何最优化的对多台智能 AGV进行调度,使物料最短时间到达所需的工位,不仅是视觉导航方式智能 AGV 所需要深入研究的,也是普通 AGV 调度研究的热点[13]。视觉导航方式智能 AGV 与普通 AGV 相比,有着其独特之处,调度的起点都是物料的需求,调度过程,对于视觉导航方式智能 AGV 来说,不再需要上位机给予规划好的路径,对于具有全局视觉导航的智能 AGV 来讲,自身可以根据对全局路径的把握,进行初步的路径规划,
再遵循路径周边或路径上的相关标识符,即可完成调度,但是视觉导航方式智能AGV 在调度中要考虑的需求的优先级、单机之间的配合和避让是需要继续探讨和研究的热点[14]。



    

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