惯导与视觉相结合的AGV叉车控制系统设计分析

摘 要：随着社会的发展和科技的进步，新型的运输工具开始企业在生产过程中得到了应用，本文介绍了通过惯性进行导引的AGV叉车控制系统的基本原理，AGV控制系统在应用的基本结构和软硬件设施是助力生产的基础，想要实现AGV叉车控制系统的完美设计，需要加强设计管理，明确基本设计要求，做好AGV叉车控制系统的设备检测，这也是使用过程中需要进行掌握的重要内容。想要提高AGV叉车控制系统的设计质量，很多企业开始采用惯性导引的AGV控制的设计方法。

关键词：惯性引导；AGV叉车控制系统；设计分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.144

在进行AGV叉车控制系统的设计过程中，采用惯性导引的方式，设计完成后通过实验表明，样车在整个运行过程中相对传统的AGV叉车控制系统来说，更加的稳定，具有精准的定位功能、能够实现控制要求。惯性导引设计出的AGV控制系统是当前生产企业柔性制造系统和自动仓储系统中的主要运输手段。科技的发展让无人作业逐渐成为生产设计的重要应用内容，AGV叉车作为一种智能化无人驾驶的运输工具，具有很高的生产效率、能够在运行过程中实现高精度定位，是当前网络发展的重要体现。

1 AGV叉车控制系统的应用现状

我国的惯性导引AGV叉车的制造过程中应用比较多的技术就是激光导引、电磁导引两种，电磁导引技术的应用实现是靠在AGV叉车的行驶的主要路线上安装导线来进行运行导引，这种导引方式只适合简单的运行路线，并且该路线不能进行任意的规划。与此同时，激光导引的应用实现是在AGV叉车的运行路线的周围进行激光反射板的安装，来保证运行位置的精确性，AGV控制系统会发射出激光，通过对路线周围的反射板所提供的激光束来进行运行位置的判断，与电磁引导技术不同的是其引导的路线能夠根据具体运输情况进行任意的规划。

2 AGV叉车控制系统的结构

AGV叉车控制系统主要分为调度系统和控制系统两部分，调度系统的设计为固定式基站的形式，控制系统的运行需要电池来提供所需的电量，在AGV叉车控制系统的应用过程中系统之间主要是通过ZigBee的无线模块来实现通讯的，AGV调度系统的运行需要计算机与ZigBee模块实现连接。

AGV调度系统的正常工作需要基站控制系统来帮助实现，实现过程中要通过通讯模块来发送指令实现调度或控制，AGV系统中的控制部分会直接通过无线模块来进行指令的接收，接收后并不会直接进行应用，而是会先进行位置的检测获得运输车的实际位置，然后在参考指令对AGV的运行驱动器和控制驱动器按照要求进行调节，对当前AGV运行状态进行改变。

3 AGV叉车控制系统的硬件设计

（1）AGV控制器设计。想要实现对AGV控制系统的设计，需要中在控制器的设计时采用Cortex-M3内核中的ARM―STM32F103VET6作为主要设计核心，同时要保证设计出的主频约为72MHz，在控制器中要保证内置含有五个高速通讯串行接口，这时为了实现高速的运行信息传递，在控制器设计中还要通过FSMC来实现高速的运行一线总线控制。

（2）AGV驱动器设计。在进行驱动器的设计过程中，电机的选择最好是无刷的直流电机，这种电机进行驱动能够更好的保障运行的稳定性，驱动器的控制技术采用的是AVR单片机来进行的，一般情况下，驱动器的驱动方式是“两两导通”，保证桥臂的上管调制，下管能够在不同的扇区内实现通断。

（3）位置检测装置设计。位置检测的装备设计过程中，重要遵循的原理是通过极坐标的形式来实现对AGV运行路线的整体规划，在整个运行过程中出发点要作为原点来进行设定，原点的其中一条射线被作为极轴来进行设定，保证运行过程总的空间点坐标与原点之间的距离保持为l，同时确定原点和极轴之间的连线夹角为α，想要做好位置检测装置的设计需要将ARM―STM32F103RB6作为应用的核心。保证ARM内置接口能与角陀螺ADXRS300（角速度的范围为300°/S的速度传感器）进行连接，需要明确的是整个极径的测量数值都是从后轮上的编码器获得的。

4 AGV叉车控制系统的软件设计

（1）AGV叉车的调度系统。调度系统是设计是建立在计算机的设计之上的，主要的运行数据都是通过计算机桌面所带的设计软件来进行编写的，整个调度系统的运行任务有通讯管理、任务管理、车辆管理，来实现运行与车载的系统进行实时通讯，并且在此过程中车辆的管理需要做好对AGV运输状态的监控，同时调度系统的任务管理要合理的进行的任务分配。

（2）车载控制系统。在进行控制器的设计过程中，其位置检测装置的设计需要对AGV的运行位置进行调查，对整个路线的情况进行明确，实现对运行信息的实时修改，同时做好对运行路线基础信息的收集，对运行路径要完成搜索，在发现路径障碍的存在时，需要结合障碍检测结果，对产生的原因进行明确，根据实际运行情况来实现对驱动器的运行控制。

5 总结

综上所述，我们阐述了一种新型的AGV控制系统的整体设计，在进行通过样机设计的过程中，采用分布式系统来进行，这种设计方式相比传统的设计方式来讲，更加稳定和精确。

参考文献：

[1]张永泽，艾长胜，张尉.惯导与视觉相结合的AGV叉车控制系统设计[J].山东工业技术，2015（20）：236.

[2]付亮.AGV叉车组合导引系统[D].昆明理工大学，2009.

作者简介：李爱民（1976-），男，江苏徐州人，硕士研究生，副教授，研究方向：机电控制技术。