自动导引技术.ppt

1、,主讲内容,GPS,GIS,AGV,GPS基本概念,物流领域的应用,GIS基本概念,概述,物流领域应用,导引方式,控制系统,分类和选用,典型实例,GPS,GPS简介,GPS 是英文Global Positioning System的简称。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。,GPS构成,GP

2、S定位系统功能,远程断油路电路,紧急报警,定时查询,档案管理,越界报警,超时报警,定位追踪,历史轨迹回放,超速报警,远程控制,里程统计,目标锁定跟踪,GPS信号,GPS卫星发射两种频率的载波信号，即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波,GPS信号,在L1和L2上又分别调制着多种信号，这些信号主要有：,C/A码、P码、Y码,影响接收卫星信号的因素,美国国防部SA卫星讯号干扰 汽车挡风玻璃上的隔热膜、隔热纸、金属成份遮蔽等,影响接收卫星信号的因素,天气因素,电气电磁干扰,GPS定位原理,GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空

3、间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式) 。,GPS前景,由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布在保证美国国家安全不受威胁的前提下，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用进行单点定位的精度由100米提高到10米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺

4、激GPS市场的增长。,四大GPS系统,美国GPS 欧盟“伽利略”： 俄罗斯“格洛纳斯”： 中国北斗卫星导航系统 ：是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。,GPS在物流领域的应用,传统的物流车辆管理均存在以下问题： 无法动态监控 无法现场监控 无法给客户提供更完善的服务 车辆费用高 企业管理方法滞后,GPS在物流领域的应用,1.定位追踪： 2.历史轨迹回放 3.超速报警 4.

5、越界报警 5.防拆功能 6.远程控制 7.里程统计,GPS使用中注意事项,在家不能搜星 电池使用时间短 定位不准 不能搜星或者搜星慢,GIS,GIS简介,GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术 。 GIS即地理信息系统（Geographic Information System）。,GIS组成,应用系统,应用系统,GIS功能,数据采集与编辑功能 属性数据编辑与分析 制图功能 空间数据库管理功能 空间分析功能 拓扑空间查询 缓冲区分析 叠置分析等等,GIS 的应用领域,地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调

6、查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 (加测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。),GIS 在物流领域应用,GPS GIS 结合,GIS、GPS和无线通信技术的有效结合，再辅以车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等，能够建立功能强大的物流信息系统，使物流变得实时并且成本最优。,GIS/GPS在物流企业应用的优势主要体现在以下几个方面：,AGV,AGV概述,AGV是无人搬运车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写。是指装备有电磁或光学等自

7、动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。,AGV的优点,AGV具有自动化程度高、运行可靠、柔性好，方便、美观等特点，是现代物流的核心搬运设备之一，在国内外的自动化仓库、汽车生产、烟草、家电等领域的自动搬运系统中得到了广泛的应用 。,AGV发展历史,大量采用AGV进行计算机控制作业,瑞典VOLVO,一万多台AGV 投入使用,约450家工厂,20世纪50年代初,1954年,1973年,1985年,我国的发展,北京起重运输机械研究所研制出我国第一台电磁导引定点通信AGV,北京邮政科学研究规划院完成第一台双

8、向通信的AGV,昆明船舶设备集团研制的激光无人导引车系统在红河卷烟厂投入运行,近年，随着电子和控制技术的发展，AGV朝着性能更优越、更廉价、自由度更高、超大型和微型化发展,现在,1999 年,1989年,1975 年,AGV基本构成,AGV,车体,能源存储装置,转向和驱动系统,引导系统,控制与通信系统,安全系统,车体,车体是装配AGV其他零部件的主要支撑装置，是运动中的主要部件之一。 车架通常钢构件焊接而成，有时为了减轻重量，也采用铝合金。 考虑运行中的碰撞，除了操作上的需要，车体外表不得有尖角和其它突起等危险部分,能源储存装置,蓄电池充电通常采用随机充电、全周期充电 或者两者结合 随机充电：

9、用可任意充电的汽车免修蓄电池，在AGV各停泊位置无时间限制的充电 全周期充电：要求AGV推出服务并进入指定的充电区，且蓄电池电荷量低于指定范围才可充电,充电操作： 人工充电 自动充电,转向和驱动装置,AGV的转向和驱动系统通常采用共用方式，采用电器方式实现前进、后退、自动导向和转弯分岔 一般由驱动轮、从动轮、和转向机构组成,支撑轮,两个独立驱动轮,中间轮驱动,差速转向,前轮驱动转向,前后轮驱动转向,根据以上常用驱动方法，可将转向实现的原理归纳为： 绞轴转向式 差速转向式 轮系结构划分： 普通轮系转向式 全方位轮系,采用全方位移动机构的底盘、全方位驱动等结构的全方位轮系，能够在保持基本方位不变的

10、前提下，沿平面上任意方向移动。,安全系统,现代化的生产环境中，人与各种机械设施处于同一环境中，为了防止设备运行中出错对人员及其环境设施产生影响，通常AGV采取多级硬件、软件的安全设施。当前的安全保护装置主要采用障碍物接触式保护装置和障碍物非接触保护装置。,控制与通信,连续式 允许AGV在任何时候和相对地面控制器的任何位置进行通信 分散式 在预定地点，在特定的AGV与地面控制器之间进行通信,AGV导引方式,根据AGVS中AGV运行路线，AGV的导引系统可分为三类： 固定路径系统 自由路径系统 组合路径系统,固定路径,这类系统中小车的运行路线是以某种具体的形式规定的。 导引电缆 轨道 磁条 反光带

11、,自由路径导引,位姿计算 信标导引 惯性导向 激光导引 计算机视觉 红外线导引 示教型导引,激光导引,在AGV顶部装沿360度按一定频率发射激光的装置。同时，在AGV四周的一些固定位置安防反射板。但AGV运行时不断接受从已知位置反射的激光束，经过几何计算，就可以确定AGV位置。 实现基本条件： 可发射和接收激光的扫描器；反射板；精确测量得到各反射板的位置；储存各反射块和行走数据；导引计算转化驱动命令,AGV导引技术的评价指标,运行精度 灵活性 可靠性 可控制性 系统成本,AGV控制系统,计算机集中控制 根据AGVS的规模和特点，集中控制系统可设计为四层或三层计算机控制结构形式。,AGV控制系统

12、,计算机分散控制 采用递阶分级控制的结构形式，把一个大的AGVS分解为若干独立的小系统，分别由子控制器控制，每个子控制器负责一个分系统的交通管理。,Ps:PSK即移相键控方法是通过改变载波信号的相位值来表示数字信号 1，0的。如果用相位的绝对值表示数字信号1，0，则称为绝对调相。如果用想对偏移值表示数字信号1.0，则成为相对调相。,AGV分类和选用,根据用途和产品结构的不同，AGV逐步发展成各种型号，并且新的AGV也不断诞生国际上无统一分类。 考虑因素如下: 运送物品的特点 运送物品的环境 运送首尾装置的接口 适应AGVS类型的要求 AGV的价格和费用范围,按物料搬运的作业流程要求进行分类,牵引式AGV 托盘式AGV 单元载荷式AGV 叉车式AGV 轻便式AGV 专用式AGV 悬挂式AGV,按自主程度进行分类,智能型AGV 小车知道目的地和到达后的任务，自动选择最优路线完成指定的任务。主控计算机与各车载计算机进行信息交换，实时监测AGV工作状态和位置。 普