激光导引AGV系统原理及应用
云南昆船设计研究院杨文华王勇
【摘要】AGV是物流系统中的关键设备之一，本文简单闲述了AGV 的激光导引及控制原理.
【关键词】AGV激光导引AGV控制系统
概述
d）的英文缩写.根据美国物流协会定文，AGV是指装 AGV是自动导引小车 （AutomtedGuidedVehi-备有电避或光学等自动导引装置，脂够招规定的等引路经行驶，具有安全保护以及各种够载功能的运输小车， （图一所示为数光导引AGV的车体结构）
急为动力，进行非接触导引，根据实际需要可配备不同 AGV是现代物流系统中的关键设备之一、它以电的移载机构，完成相应的操作任务.
激光导引的原理及特点
1.AGV导引方式筒介
在AGV系统中应用，除光导引外，AGV通常还可采 目前，引方式有很多种，但并非的方法都可用以下几种导引方式：
（1）电磁导列
在AGV的行驶路径上埋设金属线，并加载导引额半.其主要优点是导引线隐蔽，不易污染和破损，导引源理降单，便于控制和通信，对声光无干扰，缺点是灵活性 ，改变或扩充路径较麻烦，对导引线路附近的铁通物质有干批，电线催设工作量大，维护困难，
（2直接坐标导引
用定位块将AGV的行教区域分成若干坐标小块，引的可靠性好，对环境无特别要求，献点是地面测量安 通过计数实现导引，其优点是可以实现路径的修改，导万方数据
装复杂，工作量大，导引辅度较低.
（)惯性导引
在AGV上装有陀螺仅，根据陀螺仅的偏差进行导引.其主要优点是技术先进，准确性商，灵活性强，便于组合和兼容，适用领域广，能点是成本较高，维护保费等 后续问题较难解决，地图也需磁性块作辅助定位，
（4）图像识别导引
行教，这是一种大有潜力的技术，但仍在研究中，可以题 对AGV行驶区域的环境进行图像识别，实现智能象，图像识别技术与票光导引技术相结合将会为自动化工程提供意想不到的可能，如导引的可靠性，行驶的安 全性，智能化的记忆识别等都将更加完关.
2.激光导引原理
引方式，是除GPS（卫星定位系统）外唯一不需进行地 激光导引是在九十年代中期开始采用的先进的导面处理的导引方式，这里将简单闲述激光导引的原理， 以下是实现激光导引的基本条件：
在AGV上装备了可发射和接受激光的扫播器；在导引区城的因按要求布置了是够的反射板： 通过精确测量后得到各块反射板的精确位置（X:A在AGV的PLC中存储了各换反射板的数据及行 走路径数据；PLC的导引计算（将激光扫描器的值号转化为驱续AGV的命令1
(IAGV的初始位量计算
AGV在进人导引区城后，首先必额确定自身当前算，初始位置计算必须满总以下条件： 所在的位置和方位（XY，6这时就必须进行初始位置计
AGV小车停止不动： 激光扫描器至少可测得4条光束，即至少“看到“4块反船板；已知反射板的精确位置（XY）
如图二所示，激光扫描器在一转内可测得4条光
二
束，选取其中的3条，并通过三角运算就可得到AGV 小车在系统中的坐标，如果计算的位置准确，那么其余的光束就会与已知的反射板匹配，并可对计算值进行修正：初始位置计算还能够判断出错误的反射光束（不是 由已知的反射板反射回的光束）.
(2）AGV的连续位置计算
Rekoning）“为基碳的，它利用小车当前运行的速度，转 光导引的数学运动模型是以“果板估算（Dd向的角度，间隔时网等参数对下一位置进行估算，计算出的是相对于前一位置的新位置，每次计算都包括以下 三步：
①根据运动模型估算小车的当前位置：
②根据估算的新位置关联反射板；
根据关联的反射板修正自身位置，提此维正AGV下一步动作.
3激光导引AGV系统的特点
式，根据它的导引原理，AGV小车在导引区中可自由行 走井糖确定位：行走路固不需其他任何定位指您：在导引范围内，小车的行走路轻可根据实际需求随时改动：可充分发挥AGV的柔性，提高生产效率，
有许多系院需要在现有的场地条件下进行，这时，激光导引AGV系统将会显得尤为适合，
激光导引AGV控制 系统简介
AGV的控制系统主要可分为两部分：地面控制系统和车载控制系统（见图三）.
1地面控制系统
即地面图定设备，主委负责任务分配，车辆调度，交通管理，电池充电 等功能.
万方载控制系统
即车载移动设备，在收到上位系读的指令后，负责AGV的引，路径选择，小车行走，装卸操作等功能，
激光导引AGV系统的应用
LAGV的操作方式与数量
在AGV系统的应用中，首先必须权据系统的总体要求确定AGV的操作方式与数量.
AGV的操作方式应根据系说的实际情况和用户需求具体设计，通意采用的操作方式有：提道式、叉车式，的AGV上运用不网的操作方式：AGV的数量可板据系 侧叉式，率引式等，在特殊情况下，同一个系统可在不同统要求的运输能力，并通过仿真结果确定.
2.AGV的安全防护
在AGV上.除声光报警，机械防撞挡板外，还安裂了非接敏式的障碍物视测器，用来探测行驶路径上的障碍物，一般采用的形式有：光电探测，超声波据测，激光 扫描探测等，其中，激光扫指报测的可每性和智能性最高，但成本太大，面光电探测最为院单易用，但可能出现具体选用. 探测不到的盲区”，因此，应根据AGV近行的环境来
3.AGV的通信
在激光导引AGV系统中采用的是“无线数字通信”，通信的频带应根据国家的有关规定选用，各台AGV的波特率（通信速度）确定了“轮循“通信的速度，从而限 小车与系优的通信是“轮循”进行的，无线调制解调器定了在该银带下所能控新AGV小车的最大数量，
4AGV的路径规划及反射板布置
AGV的路轻规划是系统的基略，一般与系统的总体方案网时确定，在现划时应充分考进列AGV的实际数量，操作方式，车身条件，行走指标以及场地的实际情
况等因素，并尽可能使AGV的行路径通畅无，
反射板的布量是系统安装的第一步，应最据已确定的行驶区城进行安装，安装的数量应以“安全导引”，“确害导引，面反射板过多也将会影响AGV的定位精度， 保定位“为原则，应一分为二地认识到：反射板过少将危
5.AGV的任务管理及车辆调度
当需执行的命令太多面没有空闲的AGV时，上位控制计算机应将这些余令智时储存起来，然后按账序逐步完成，各种命令会有等级之分，等级高的将会优先执 行，其中有些命令可能是必须立即执行的，如充电等.
上位独制计算机根据所需执行的任务，以及各台小连续进行的：当选择了某台AGV后，任务并设有真正分 车的所处当自位置来优化车辆的分配，这种优化计算是配给它、在它的行歌期间，可能选择更优化的AGV来究会真正得到此项任务. 成此项任务，只有当AGV行驶到日标点的前一点时，才
6AGV的交通管理
随时要向系统汇报自己的工作状态，在其运行时必须随 每台AGV的工作都在上位系优运视下进行的，AGV时内系统申请下一步将要行连的路线，如果该略线已被 其他小车占有，此台AGV就不能向旅行驶，必须等到系领许可后、即该路线被“释放“后方可塑城前进.
7.AGV系统监控
操作人员可通过监控计算机时益视AGV的运行状态，如行走，停车，装卸货等，并可直我地看出各台AGV小车的运行区域，在小车运行出现意外敬障对，司人工 取消当前余令，并解决系统出现的同题，
8.AGV自动充电
电池容量下降到低限时，就会向系统发出充电需求的信 每台AGV部可随时测出自身电地的当我容量，当号.由系换向该台AGV发出充电命令（此命令有绝对的
万方数据
制地面充电设备，对其进行充电，充满后，充电需求信号 优先权），当AGV到达充电站后，系统通过I/O换口控消失，AGV小车可继续楼受其他任务.
结束语
的高新技术，是柔性化，智能化程度银高的输送系说，其 激元导引AGV系统是集光、机.电、计算机于一体应用领域十分广砭，
确典引进了激光导引技术，经过两年多的研究和实践， 昆明船舱设备集团有限公司在1996年10月从设计制造出了可与国外同类产品相英的AGV系境，图四是为红河烟厂设计制造的激光导引AGV小车，
随看生产力和工业自动化水平的日益提高，物流系统中所蕴藏的区大潜力将越来越引起人们的重视，开发物流潘力，提高生产的总体效益已经成为现代化生产的 意要标志之一，
作者简介
杨文华，1990年毕业于源上海科技大学，电子辅卷机械专业，19%6年4月开始从事AGV的研究与开发至今.
王勇，1993年毕业于云南大学，电子学与信息系统专业，19%6年10月开始从事AGV的疑究与开发至个.
The principle and application of the laser guided AGV
(Yunnan Kundhuan Design & Research Ihstitute) YANG Wen-hua WANG Yong
[Alstract]AGV is a importart eqipment ot Meti-al Fow System. In this paper. summarized leser guided AGV's nevigation and oontrol principe.
[Keywonds] AGV Laser guidod AGV conteol systsm
激光导引AGV系统原理及应用
作者： 作者单位： 杨文华，王明，YANGKen-bua，KANG Yong 云南昆船设计研究院刊名： 机器人技术与应用年，叁（期）： 英文刊名： ROBOT TECHNIQUE AND APPLICATION 2000 (3)被引用次数： 14次
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引用本文格式：杨文华.王勇.YANGWen-hua.WANGYang激光导引AGV系统原理及应用[期刊论文]-机器人技术与应2000 (3)
