智能制造技术与数字化工厂 课件 2.3AGV技术

CONTENTS目录2.3AGV技术1AGV概述

AGV即AutomatedGuidedVehicle自动导引物流车，配有装备如电磁，光学或其他自动导引装置，可以沿设定的引导路径行驶。

AGV的特点是高度自动化和高智能化，可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变行驶路径，而且改变运行路径的费用与传统的输送带和传送线相比非常低廉。AGV小车一般配有装卸机构，可与其它物流设备自动接口，实现货物装卸与搬运的全自动化过程。此外，AGV小车依靠蓄电池提供动力，还有清洁生产、运行过程中无噪音、无污染的特点。2AGV优点V.SAGV搬运人力搬运永不疲惫永不犯错不要工资工作环境不挑剔使命必达！自动化程度高充电自动化优点快速安装，无须布设额外设施很好地适应环境、流程和工艺的改变自动避让行人和障碍物自动寻找替代路线可以全天候运转24/7可适应Class100的洁净室丰富的扩展接口传统AGV爱德普AIV电磁（磁条）导航电磁导航是一种较为传统的引导方式，通过在AGV的行驶路径上埋设金属导线，并加载低频、低压电流，使导线周围产生磁场，AGV上的感应线圈通过对导航磁场强弱的识别和跟踪，实现AGV的导引。优点：导引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单而可靠，便于控制通讯，对声光无干扰，投资成本低。缺点：改变或扩充路径较麻烦，导引线铺设相对困难，AGV只能按磁条行走，无法实现智能避让或通过控制系统实时更改任务。3AGV分类二维码导航二维码导航的原理是AGV通过摄像头扫描地面铺设的二维码，通过解析二维码信息获取当前的位置信息。二维码导航通常与惯性导航相结合，实现精准定位。惯性导航是利用移动机器人内部传感器（光电编码器，陀螺仪）获取机器人的位置和姿态，通常作为辅助定位。优点：定位精确，小巧灵活，铺设、改变路径也较容易，便于控制通讯，对声光无干扰。缺点：路径需要定期维护，如果场地复杂，则需要频繁更换二维码，对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格，另外对场地平整度有一定要求，价格相对较高。激光导航激光反光板导航是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的反射板，激光扫描器安装在AGV车体上。激光扫描器随AGV的行走的同时发出激光束，发出的激光束被沿AGV行驶路径铺设的多组反射板直接反射回来，触发控制器记录旋转激光头遇到反射板时的角度。控制器根据这些角度值与实际的这组反光板的位置相匹配，计算出AGV的绝对坐标，基于这样的原理实现非常精确的激光导引。优点：激光导航的方式使得AGV能够灵活规划路径，定位准确，行驶路径灵活多变，施工较为方方便，能够适应各种使用环境。缺点：制造成本高，对环境要求较相对较高(外界光线，地面要求，能见度要求等)。视觉导航视觉导航是通过AGV车载视觉传感器获取运行区域周围的图像信息来实现导航的方法。硬件上需要下视摄像头、补光灯和遮光罩等支持该种导航方式的实现。该方式通过AGV在移动过程中摄像头拍摄地面纹理进行自动建图，再将在运行过程中获取的地面纹理信息，与自建地图中的纹理图像进行配准对比，以此估计移动机器人当前位姿，实现移动机器人的定位。优点：视觉纹理导航的优点是硬件成本较低，定位精确。缺点：对使用环境（地面、光线等）要求较高，运行的地面需要有纹理信息，当运行场地面积较大，绘制导航地图的时间相比激光导航长，而且视觉导航技术还不够成熟。按驱动方式分单驱动差速驱动双驱动多轮驱动：这种类型的驱动形式多用于八轮车型，四个驱动轮同时也是转向轮，四个从动轮起支撑和转向作用，这种类型的小车可以实现整体的前进，后退和全方向行驶，较多用于重载行业，结构复杂，成本较高。4AGV地图构建

地图构建是AGV完成自主导航与规划路径研究的基础，AGV运行的空间是真实的物理空间，而算法所处理的数据是实际空间的抽象空间，通过环境建模就能够实现物理空间到抽象空间的映射。AGV常用的地图构建方法有：可视图法、拓扑图法、栅格地图法。栅格地图法是用一系列的栅格表示AGV所处环境，其中每一个栅格给定一个可能值，表示该栅格被占据的概率。栅格之间是独立的，只要估计出每个栅格的占据值就可以估计出环境的地图。声纳传感器建图就是将声纳传感器测量数据以概率分布的方式将机器人所处环境映射到二维的栅格化地图上，然后对每一个栅格进行阈值化处理，投影到水平二维栅格地图上便可得到栅格地图。激光雷达建图的原理是发射出的激光遇到障碍物时发生反射，利用发射激光和接收的反射光的时间差计算障碍物与设备之间的距离，提供周围环境的的扫描信息，然后进行阈值化处理即可得到栅格地图。5AGV路径规划

路径规划是自动导引车研究领域的一个重要课题，其目的是在有障碍物约束的环境下，根据已知的起点与终点，以最短路径、最短时间等为目标寻找一条最优或接近最优的安全、无障碍路径。路径规划分局部路径规划和全局路径规划。局部路径规划是指在环境信息完全未知或者局部信息未知的情况下，AVG在运动过程中利用传感器信息规划出一条从当前点到目标点的无碰撞路径。局部路径规划属于动态规划算法，在动态环境下适应能力强，缺点是由于缺乏全局信息导致算法具有一定的盲目性，甚至目标点不可达。常用的局部路径规划算法有Bug族算法、人工势场法等。5AGV路径规划

全局路径规划是在全局环境信息已知的情况下，按照一定的算法规划出一条最短或最优的无碰撞路径，使AGV能够到达目标点。全局路径规划属于静态规划，对动态环境适应能力差，由于需要处理全局环环境信息影响规划路径的境信息，因而需要的存储空间大，计算量大，实时性较差，准确度。Floyd算法、Dijkstra算法、A*算法、蚁群算法

（1）物流搬运6AGV主要应用6AGV主要应用

（2）

柔性装配线成品库AGV智能包装个性化定制智能检测&测试成品总装半成品装配HMI人脸识别下单人脸识别取货总控中心原材料库看板规格说明书AGV应用案例室内自主导航车车队调度管理器硬件软件SetNetGo地图规划师LD平台WIFI天线触控屏激光测距仪激光声呐缓冲器圆形指示灯LD操纵杆示教机器人地图操纵机器人运动操纵机器人到指定位置LD充电桩低压直流模式多重安全保障智能模式充电集成手动充电模式多种安装方式电源指示灯充电指示灯手动充电接口内置传感器电源及保险丝LD平台底座模块化装配，便于检查和维护大容量预留空间、丰富的接口，便于集成几何中心与质心近乎重合设计，便于配载差速驱动+万向轮结构，运动灵活，可原地旋转驱动轮激光测距仪内核电池万向轮环形指示灯圆形交互界面灯光提示语音提示高级交互界面

显示面板-可根据需要移动安装位置

-开机、关机、制动、紧急停止-可以显示当前任务、错误信息、电池状态…LD电池容量:72Ah使用时间：空载:15小时

满载:6~7

小时寿命:2000个充电周期（电池组标称值）

充电时长:4hours内置电源管理模块更换简单方便自动寻找充电座充电

LD控制器接口千兆网卡USB端口RS232串口CANbus总线数字:16输入/16输出模拟:4输入/4输出声呐接口辅助面板接口缓冲器接口塔灯接口天线接口可控逻辑电源可控大容量辅助电源垂直传感器接口内置丰富的接口，可以满足各种集成需要LD主要零件参数扫描角度：240°扫描距离：15m扫描方式：平面LaserSonarcontroller后面2个：2mDrivetrains编码器:2X512霍尔传感器无痕车轮Gyroscope陀螺仪:

旋转320°/s可选配件触摸屏远程模块定位相机接近感应器垂直感应器车队调度管理器单个室内自主导航车内置队列管理器先进先出队列管理小型车队调度管理器小型企业调度系统专用的队列管理器动态的交通管理模式先进先出的过程管理、位置优先模式车队最大容量：5台大型车队调度管理器企业调度系统专用的队列管理器动态的交通管理模式高级先进先出的过程管理、

路径长度优先模式车队最大容量：100台多个移动机器人在同一场所运动*期望与WMS或MES系统对接，实现全自动管理拥有完备的队列管理系统、负载管理系统、出错管理系统、交通管理系统统一管理每个机器人的配置，节约配置机器人的时间共享附近机器人的位置、轨迹和任务，优化机器人运动优先级节约无线网络带宽、监控所有机器人诸如位置、电池、任务信息免维护，无须专业的IT知识使用场合特点车队调度管理器作为室内自主导航车的数据和管理中心作为企业数据库与自主导航车的中转站作为设备与自主导航车的通信中心作为终端与自主导航车的交互中心作为呼叫器与自主导航车的控制中心车队调度管理器SetNetGoLDPCMicrocontrollerSetNetGoOSConfigARAMmapRobotmodelGeneralconfigFPGAMARCOSLDCOREMotoramp1Motoramp2laserSonarcontrollerWheellights(2X)UserPanelBatteryGyroDrivetrains移动规划师特点符合使用习惯的PC端软件直观地图形化操作界面电子地图功能地图的扫描、创建、编辑站点、禁区、充电座、其他特殊区域的创建和管理路径、IO、宏的使用机器人参数的管理机器人的操作文件的上传和下载创建地图33规划简洁的连接轻松的部署简单的学习丰富的工具方便的拖放醒目的标志快速的调