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AGV小车的控制系统的设计与开发

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够 沿 规定 的导 引路 径 行 驶 ， 有 安 全 保 护 以及 各 种 移 载 功 块 是 整个 系统 的决 策 中 心 ， 个 模 块 本 身 具 有 独 立 完 成 各 具 各 能的 运输 小 车。 Ａ ＧＶ 是 轮 式 移 动 机 器 人 （ ＭＲ 一 一 自功 能 的 能 力 。 Ｗ
也 有 利 于 项 目的进 一 步 开发 。
１ ＡＧＶ 控 制 系统 的 结 构 组 成
ＡＧ 主 要 组 成 部 分 及 功 能 如 下 ： Ｖ
图 １ 引导示意 供 ５ Ｖ和 ２Ｖ电 源 ， 电源检 测 。 ４ 及 主机 模 块 ： 系统 功 能 协调 与集 中处 理 。
＊
作 者 简 介 ： 智 勇 （ ９ １ ）男 ， 西 神 木 县 人 ， 国航 天 四院 ４ １ 助 理 工 程 师 ， 究 方 向 ： 试 技 术 。 王 １８ 一 ， 陕 中 ０所 研 测
光 电检 测 ： 小车 运 动 方 向 检测 与导 引 。
电机 控 制 ： 根据 光 电 检 测 信 息 控 制 电机 的动 作 。
障碍 检 测 、 运 动 方 向 障 碍 物检 测 。 车
故 障判 断 ： 统 故 障 集 中 处 理 判 断 ， 供 故 障 信 息 。 系 提
图 ２导 向 路径 识 别 图
声光 报警 ： 据 故 障信 息 ， 出相 应 的声 光 报 警 信 息 。 根 发
各个模块 之间 通过 Ｃ ＡＮ 总 线 进 行 实 时 通 信 ， 机 模 主
Ａ ＧＶ是 自动 导 引 运 输 车 （ ｔｍａｅ ｕｄｄＶｅｉ ｅ Ａｕｏ ｔｄＧ ｉｅ ｈｃ ） ｌ 的 英 文缩 写 。是 指 装 备 有 电磁 或 光 学 等 自动 导 引 装 置 ， 能
2007年第4期总第48期桂林航天工业高等专科学校学报journalofguilincollegeofaerospacetechnology机电技术应用agv小车的控制系统的设计与开发王智勇h中国航天四院401所姬婧媛21陕西西安7100252西北是学生命科学院陕西西安710069摘要论文介绍了一种自主研发的自动导引小车automaticguidedvehicle小车采用了当前国外工业控制普遍使用的pic控制器同时使用低成本的红外导引装置且各模块的通信采用了高传输速率的canbus这样使得小车在不提高成本的情况下速度可以行驶在很高的速率为提高无人操作车间的效率奠定了很好的基础
维普资讯
２０ ０ ７年 第 ４期 （ 第４ 总 ８期 ）
桂 林航 天工 业高 等专科 学校 学报
Ｊ ＯＵＲ Ｌ Ｏ ＵＩ Ｉ ＯＬ Ｅ Ｒ Ｓ ＡＣ Ｅ ＨＮＯ Ｏ ＮＡ Ｆ Ｇ Ｌ Ｎ Ｃ Ｌ ＧＥＯＦＡＥ Ｏ Ｐ Ｅ Ｔ Ｃ Ｌ ＧＹ 机 电技 术 应 用
ＡＧＶ 小 车 的控 制 系统 的 设 计 与 开 发
王 智 勇ｈ 姬 婧媛
／ 中 国航 天 四 院 ４ １所 １ ０ 陕西 西安 ７０２ 、 １０５
＼ 西 北 大学 生命 科 学 院 陕 西 西 安 ２
７０６ ， １０ ９
摘 要
论 文介绍 了一种 自主研发 的 自 动导引小车（ ｕ ｍ ｔ ｕ ｅ ｅｉｅ， Ａ ｔ ａｃ ｉ ｄＶ ｈ ｌ 小车采用了当前国外工业控制普遍使 ｏ ｉＧ ｄ ｃ）
导 引 小车 系 统 主 要 功 能 模 块 的设 计 思 路 和 实 现 方 法 。
关 键 词 Ａ Ｖ 硬件 电路 ； Ｇ ； 功能模块 ；Ｉ ＰＣ 中 图分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：ｏ９ １３ （ｏ７ｏ一ｏ４一ｏ １０— ｏ３２０）４ ０４ ３
采 用 光 学 检 测 技 术 引 导 ＡＧ 的 运 动 方 向 ， 运 行 路 Ｖ 在
下， 按路 径 规 划 和 作 业 要 求 ， 小 车较 为精 确 地 行 走 并 停 靠 径 上 铺 设 一 条 具 有 稳 定 反 光 率 的 色 带 （ 般 为 黑 带 或 白 使 一 到 指 定 地 点 ， 成 一 系列 作 业 功 能 。 完 带 ） 车 上 设 有 光 源 发 射 和 接 收 反 射 光 的 光 电传 感 器 ， 过 ， 通 本 项 目选 择 ｄ Ｐ Ｅ 作 为 ＡＧ 控 制 系 统 的 开 发 平 对 检 测 到 的信 号 与 给 定 的 信 号 （ 同 的路 面 ， 值 不 同 ） Ｓ ＡＣ Ｖ 不 该 进 台 。ｄ Ｐ Ｃ Ｓ Ａ Ｅ数 字 控 制 系 统 是 由德 国 ｄ Ｐ Ｅ公 司 开 发 行 比较 ， 于 我们 模拟 的是 车 间 的水 泥路 面 ， 反射 效 果 和 Ｓ ＡＣ 由 其 的一 套 基 于 ＭＡＴ ＡＢ Ｓｍｕｉｋ的控 制 系 统在 实 时 环境 下 黑 带 相 近 ， 较效 果 不 明显 ， 我 们 实 验 采 用 了 和水 泥地 面 Ｌ ／ｉ ｌ ｎ 比 故 的开 发及 测 试 工 作 平 台 。应 用 ｄ Ｐ Ｃ Ｓ Ａ Ｅ进 行 系 统 开 发 ， 可 有 加 大反 射 差 的 白带 。这 样 就 很 容 易 就 能 得 到 光 电 传感 器
用的 ＰＣ控制器 ， Ｉ 同时使用低成本 的红外导引装置 ， 且各模块 的通信采 用了高传输 速率 的 Ｃ ＡＮ— ＵＳ 这样使 得小 车在 Ｂ ，
不提 高成 本 的情 况 下 ， 度 可 以 行驶 在很 高 的速 率 ， 提 高 无人 操 作 车 间 的效 率 奠 定 了很 好 的基 础 。 论 文 主 要 阐述 自动 速 为
以使 控 制 策 略 的实 现 相 当 简 单 且 易 于 实 现 ， 研 究 人 员 思 的值 ， 此 我 们 来 判 断 车辆 运行 方 向 ， 导 示 意 图 如 图 １ 使 据 引 ： 考 的 焦点 为控 制 策 略本 身 而 不是 控 制 方 法 的软 件 编 程 。
嵌 入 式 系 统 开 发 中 选 用 ＰＣ ８ ４ ８ Ｉ１ Ｆ ５０做 为 Ｃ Ｕ， 成 Ｐ 完 检 测 信号 处 理 、 制 策 略 实 现 、 入 输 出 接 口控 制 等 功 能 。 控 输 它 自带 的 Ｃ ＡＮ 接 口功 能 方 便 实 现 各 模 块 问 的 数 据 传 输 ，
Ｗｈ ｅ Ｍｏ ｉ ｏ ｏ ） 特 殊 应 用 。 ｅ１ ｂｌ Ｒ ｂ ｔ 的 ｅ
ＡＧ 是 一 种 以电 池 为 动 力 ， 有 非 接 触 导 向 装 置 的 无 Ｖ 装 人 驾 驶 自动 化 车 辆 。 它 的 主要 功 能表 现 为 能 在 计 算 机 监 控
２ ＡＧＶ 控 制 系统 的 导 引 方 法

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磁导航式差速AGV的结构及控制设计

磁导航式差速AGV的结构及控制设计

1、采用PLC（可编程逻辑控制器）作为主控制器，负责接收磁导航系统和传 感器的信号，并输出控制指令；
2、使用伺服电机驱动器作为执行机构，接受主控制器的指令，控制伺服电 机的运动，从而实现AGV的精确控制；
3、配备多种传感器，如红外线传感器、超声波传感器等，以实时监测AGV的 运行状态和周围环境；
五、磁导航式差速AGV的优缺点
磁导航式差速AGV的优点主要表现在以下几个方面： 1、高精度：由于采用了磁导航系统，可以确保AGV的行驶轨迹高精度；
2、高灵活性：磁导航式差速AGV可以轻松应对各种复杂环境，具有较高的适 应性；
3、高效率：磁导航式差速AGV可以实现货物的快速、精准配送，提高物流效 率；
在磁导式AGV控制系统设计与研究方面，首先需要了解磁导式AGV的基本工作 原理。磁导式AGV主要利用磁导航传感器检测地面磁信号，通过控制算法进行导 航。因此，磁导式AGV控制系统设计主要包括磁场设计、控制算法设计和机械结 构设计。
磁场设计是磁导式AGV控制系统设计的关键环节，直接影响着AGV的导航精度 和稳定性。磁场设计需要综合考虑磁信号的强度、分布、稳定性等因素，以实现 AGV的准确导航。此外，磁场设计还需要考虑地面的平整度、硬度、磁信号的穿 透能力等因素，以确保AGV在不同环境下都能够稳定运行。
在磁导式AGV控制系统研究方面，需要对该系统的稳定性、路径规划算法、 鲁棒性等方面进行深入研究。稳定性分析是研究磁导式AGV控制系统的重要内容 之一，直接关系到系统的可靠性和安全性。通过对系统的稳定性进行分析，可以 有效地避免系统失稳或出现其他不良状态，从而提高系统的运行效率和安全性。
路径规划算法研究是磁导式AGV控制系统的另一个重要研究方向。在实际应 用中，AGV需要能够在复杂环境中快速、准确地规划出最优路径，以实现高效运 输。通过对路径规划算法进行研究，可以提高AGV的路径规划效率和精度，从而 缩短运输时间，提高整体运行效率。
自动导引小车(AGV)系统的设计

自动导引小车(AGV)系统的设计

自动导引小车（AGV）系统的设计摘要随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV(Automatic Guided Vehicle)即自动导引车作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。

AGV是以微控制器为控制核心、蓄电池为动力、装有非接触导引装置的无人驾驶自动导引运载车，其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。

作为当代物流处理自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备，AGV已经得到了越来越广泛的应用，对AGV的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。

本文介绍了AGV在国内外的发展现状和应用情况，在此基础上，结合毕业设计的课题要求，设计了红外导引AGV小车。

其研究内容主要包括以下几个方面:1.论述了AGV系统的组成、路径导引方式及原理，结合课题要求，选择“红外导引”作为该系统的导引方式。

2.介绍了AGV车体机械结构的设计，并根据小车的驱动方式和工作要求，对底盘、电机、蓄电池等进行了设计和选型。

3.根据AGV系统的控制和工艺要求，确定了控制系统的总体框架结构。

硬件方面，选择合适的传感器、单片机以及电机驱动器，对传感检测电路和单片机控制系统硬件电路进行了设计:软件方面，采用模块化的编程方式来实现系统的各种功能，并实现了单片机与电机控制器之间的串口通信。

4.在总结全文的基础上，对AGV小车的设计和研究提出了展望。

关键词:红外导引；AGV；单片机；驱动控制电路；行走策略；控制策略；串口通信。

THE DESIGN OG AGV SYSTEMABSTRACTWith the growing of Factory Automation, Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible Manufacture System、Automatic Warehouse, the application field and technical level of AGV which contact and adjust the discrete logistics system, make the mission continuous, has greatly enlarged and improved.AGV is the unmanned driver automatic guided vehicle which has its untouched guided equipment, its control center is the microcontroller and storage battery is driving power, its basic function of automatic action is guided driving, recognizing the address to stop precisely and remove the load. As the valid measure of contemporary logistics processing automation and the key equipment of flexible manufacture system, the AGV has already got more and more extensive application, so that the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.The dissertation introduced the applications and developments of AGV at home and abroad. Combining with the request of this graduation project topic, we designed a whole infrared rays guided vehicle.The main work in this dissertation was arranged as follows:1. The constitution of AGV system, the path guided means and their principles were discussed. According to the requests of the topic, infrared rays guided method was used in the AGV system.2. The design of AGV mechanical structure was introduced, in terms of driving manner and working requests, the type of the chassis, electrical motor and storage battery etc. was chosen and designed.3. According to the control and the craftwork requests of the AGVS, the total frame structure of control system was designed. About hardware, the right sensor, MCU and motor controller had been chosen, the sensing circuits and MCU controlling hard circuits was designed, about software, to achieve many system functions, and to realize serial communication between the MCU and motor controller, blocking programming method was employed.4. On the base of summarizing the dissertation, the development prospect of AGV research was put forward.Key words: Infrared rays guided; AGV; MCU; Drive and control circuit; Running strategy; Control strategy;Serial communication.目录摘要………………………………………………………………………………ABSTRACT…………………………………………………………………………目录………………………………………………………………………………第1章绪论………………………………………………………………………1．1 概述……………………………………………………………………1.1.1国外研究状况……………………………………………………1.1.2国内发展情况……………………………………………………1.1.3 AGV系统技术研究方向…………………………………………1．2 AGV系统的构成与AGV的结构…………………………………………1.2.1 AGV系统的构成……………………………………………………1.2.2 AGV的结构…………………………………………………………1．3 AGV导航系统……………………………………………………………1.3.1固定路线方式……………………………………………………1. 4研究课题的提出…………………………………………………………1. 5本章小结…………………………………………………………………第2章 AGV的总体设计……………………………………………………………2. 1总体设计…………………………………………………………………2. 2小车运动分析……………………………………………………………2. 3 传感器的选用……………………………………………………………2.3.1 红外传感器寻迹原理……………………………………………2.3.2红外寻迹方案选择………………………………………………2.3.3具体设计与实现…………………………………………………2.3.4超声波传感器避障原理…………………………………………2.3.5超声波测距模块实物图片………………………………………2.3.6超声波模块具体功能简介………………………………………2.3.7规格参数…………………………………………………………2. 4 本章小结…………………………………………………………………第3章 AGV机械结构和驱动转向系统的设计……………………………………3. 1 AGV机械结构的设计………………………………………………3.1.1 车体尺寸结构设计………………………………………………3.1.2 驱动方式的选择和车轮的选择………………………………3.1.3 传感器的布置…………………………………………………3. 2驱动系统部件的选择与校核………………………………………3.2.1电机的选择………………………………………………………3.2.2行走系统的驱动装置…………………………………………3.2.3 AGV行驶阻力的计算…………………………………………3.3 主减速比的选择………………………………………………3.4 电源部分选择………………………………………………………3.5 本章小节………………………………………………………………第4章控制系统与行走策略…………………………………………………4.1控制系统…………………………………………………………………4.1.1驱动芯片模块………………………………………………………4.1.2电源模块……………………………………………………………4.1.3光电耦合器…………………………………………………………4.2电路的设计…………………………………………………………………4.3行走策略……………………………………………………………………4. 4传感器采样………………………………………………………………4. 5控制策略…………………………………………………………………4. 6动作类型………………………………………………………………4.6.1直线路径行走……………………………………………………4.6.2特殊路径的行走……………………………………………………4.6.3左转弯………………………………………………………………4.6.4右转弯………………………………………………………………4.6.5停车………………………………………………………………第5章总结与展望……………………………………………………………5.2研究展望………………………………………………………………5.1全文总结………………………………………………………………第1章绪论1．1 概述AGV(Automatic Guided Vehicle)——自动导引车是上世纪50年代发展起来的智能搬运型机器人。

AGV小车的控制系统的设计探讨

AGV小车的控制系统的设计探讨

230学术论丛AGV小车的控制系统的设计探讨1.张瑜洁2.刘懿锋1.上海优尼斯工业服务有限公司沈阳分公司；2.欧米瑞(广东)智能制造有限公司摘要：本文所设计的自动导引小车运用了时下比较先进且普遍采用的PIC控制器，另外还搭配运用了成本不高的红外导引装置，此外，还运用了高传输速率的CAN-BUS来实现各模块的通信，这便能够使小车在维持成本不变的前提下，进行高速率行驶，因而可以大幅提升无人操作车间的整体效率。

本文就自动导引小车系统各个功能模块的总体设计思路作一探讨。

关键词：AGV；控制系统；设计自动导引运输车简称为AGV，实际是指配置有自动导引装置(如电磁或光学等)，可以沿着事先设定好的导引路径来维持行驶状态，能够实现多种移载功能，且能可以提供安全保护的运输小车。

从本质层面来讲，AGV乃是轮式移动机器人的一种比较特殊的应用形式。

对于AGV而言，其实为一种无人驾驶自动化车辆，其将电池作为其动力源泉，并配有非接触导向装置，能够在计算机的实时监控下，依据既定路线与路径，使小车比较行驶至指定位置或地点，最终完成诸多作业功能。

1.AGV控制系统结构分析针对AGV而言，其主要由如下部分构成：(1)电源管理。

在处于工作过程中，向其提供两种类型的电源，即24V与5V，另外还能进行电源检测。

(2)主机模块。

协调系统各项功能，并能进行集中处理。

(3)光电检测。

检测并引导小车的运动方向。

(4)电机控制。

依据光电检测信息，对电机动作进行相应控制。

(5)障碍检测。

检测小车运动方向区域内的障碍物。

(6)故障判断。

集中处理系统故障，并进行准确判断，提供各项故障信息。

(7)声光报警。

依据故障判断功能所提供的故障信息，及时发出声光报警信息。

针对各模块而言，利用CAN总线能够实现实时性、不间断性通信；在整个系统当中，主机模块为其决策中心，各模块均能完成自身的基本功能。

2.AGV控制系统导引方法分析借助于光学检测技术，对AGV相应运动方向进行引导，将一条反光率比较稳定的色带铺设于运行路径上，另外，车上还配置有可以接收反射光以及发射光源的信号，并根据实际情况进行相应比较，因本文所模拟的是车间标准的水泥路面，因而其在反射效果方面接近于黑带，在对比效果上并不突出，因此，本实验运用了与水泥地面相比，在反射差方面较大的白带，如此一来，便能比较方便的获得光电传感器的各项数值，所以，可借此对车辆运行方向加以判断。

AGV地面系统设计及开发

AGV地面系统设计及开发


系统设计
1、控制系统
控制系统是AGV地面系统的核心，主要负责车辆的路径规划、运动控制和任务 调度等。在设计中，我们需要考虑以下要素：
1、路径规划：利用激光雷达、摄像头等传感器实时获取环境信息，结合地图 数据和任务需求，生成最优路径。
2、运动控制：通过驱动系统和制动系统来实现AGV的速度和方向控制，以确保 车辆按照规划路径行驶。
2、设计并实现基于强化学习的多AGV协同控制策略，以实现多AGV之间的自主 协同作业。
3、通过改进控制算法和提高传感器精度，提高AGV对高动态环境的适应能力。
系统测试
1、测试用例：根据功能需求编写详细的测试用例，覆盖所有功能模块。
2、统的完整性。
技术难点
1、传感器融合技术：为实现精准导航，需要将多种传感器的数据进行融合处 理，提高导航精度。
2、多AGV协同控制：在复杂的AGV系统中，如何实现多AGV之间的协同控制是 一个技术难点。
3、高动态环境适应能力：为应对复杂环境中的干扰和变化，AGV需要具备高动 态环境适应能力。
解决方案
1、采用传感器融合技术，结合激光雷达、摄像头、GPS等多种传感器，提高导 航精度。
3、抗干扰能力：针对复杂工业环境中的电磁干扰，应采取相应的抗干扰措施 以保证通信稳定性。
3、作业系统
作业系统负责AGV的作业任务执行，包括货物的搬运、堆放等。在设计中，我 们需要考虑以下方面：
1、作业效率：通过优化AGV的结构和设计，提高作业效率。
2、作业安全：为防止AGV在作业过程中出现安全事故，需设计相应的安全防护 装置。
3、测试时间：在各个开发阶段进行相应的测试，以确保系统的稳定性和可靠 性。
总结
本次演示对AGV地面系统的设计及开发过程进行了深入探讨，首先介绍了AGV 地面系统的重要性和应用场景，然后详细阐述了系统的设计思路和架构，并明 确了开发流程。在此基础上，分析了在设计和开发过程中可能出现的难点和技 术问题，并提供了相应的解决方案。最后，介绍了系统测试的方法和方案，并 对测试结果进行了总结和分析。通过本次演示的探讨，希望能够为相关领域的 研究和实践提供有益的参考和指导。