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AGV 之所以能按照預(yù)定的路徑行駛是依賴于外界的正確導(dǎo)引。對 AGV 進(jìn)行導(dǎo)引的方式可分為兩大類:固定路徑導(dǎo)引方式和自由路徑導(dǎo)引方式。
(1)固定路徑導(dǎo)引方式
固定路徑導(dǎo)引方式是在預(yù)定行駛路徑上設(shè)置導(dǎo)引用的信息媒介物,智能機(jī)器人在行駛過程中實(shí)時檢測信息媒介物的信息而得到導(dǎo)引。按導(dǎo)引用的信息媒介物不同,固定路徑導(dǎo)引方式 主要有電磁導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、磁導(dǎo)引、金屬帶導(dǎo)引等,如圖6-34和圖6-35所示。
如圖6-34(a) 所示,電磁導(dǎo)引是工業(yè)用AGV 系統(tǒng)中Z為廣泛、Z為成熟的一種導(dǎo)引方 式。它需在預(yù)定行駛路徑的地面下開挖地槽并埋設(shè)電纜,通以低壓低頻電流。該交流電信號 沿電纜周圍產(chǎn)生磁場,AGV 上裝有兩個感應(yīng)線圈,可以檢測磁場強(qiáng)弱并以電壓表示出來。 比如,當(dāng)導(dǎo)引輪偏離到導(dǎo)線的右方時,左側(cè)感應(yīng)線圈可感應(yīng)到較高的電壓,此信號控制導(dǎo)向 電機(jī)使AGV 的導(dǎo)向輪跟蹤預(yù)定的導(dǎo)引路徑。電磁導(dǎo)引方式具有不怕污染,電纜不會遭到破 壞,便于通信和控制,停位精度較高等優(yōu)點(diǎn)。但是這種導(dǎo)引方式需要在地面上開挖溝槽,并 且改變和擴(kuò)充路徑也比較麻煩,路徑附近的鐵磁體可能會干擾導(dǎo)引功能。
如圖6-34(b) 所示,光學(xué)導(dǎo)引方式是在地面預(yù)定的行駛路徑上涂以與地面有明顯色差 的具有一定寬度的漆帶,AGV 上光學(xué)檢測系統(tǒng)的兩套光敏元件分別處于漆帶的兩側(cè),用以 跟蹤 AGV 的方向。當(dāng)AGV 偏離導(dǎo)引路徑時,兩套光敏元件檢測到的亮度不等,由此形成 信號差值,用來控制 AGV 的方向,使其回到導(dǎo)引路徑上。光學(xué)導(dǎo)引方式的導(dǎo)引信息媒介物 比較簡單,漆帶可在任何類型的地面上涂置,路徑易于更改與擴(kuò)充。
如圖6-34(c) 所示,以鐵氧磁體與樹脂組成的磁帶代替漆帶,AGV 上裝有磁性感應(yīng)器, 形 成 了 磁 帶 導(dǎo) 引 方 式 。
金屬帶導(dǎo)引如圖6-35所示,在地面預(yù)定的行駛路徑上鋪設(shè)極薄的金屬帶,金屬帶可以 用鋁材,用膠將其牢牢地粘在地面上。采用能檢測金屬的傳感器作為方向?qū)б齻鞲衅鳎糜? AGV 與路徑之間相對位置改變信號的檢測,通過一定的邏輯判斷,控制器發(fā)出糾偏指令, 從而使 AGV 沿著金屬帶鋪設(shè)的路徑行走,完成工作任務(wù)。作為檢測金屬材料的傳感器,常 用的有渦流型、光電型、霍爾型和電容型等。渦流型傳感器對所有金屬材料都起作用,對金 屬帶表面要求也不高,故采用渦流型傳感器檢測金屬帶為好,如圖6-36所示。圖6-37表示 一組方向?qū)б齻鞲衅,由左、中、右三個渦流型傳感器組成,并用固定支架安裝在小車的前 部。金屬帶導(dǎo)引是一種無電源、無電位金屬導(dǎo)引,既不需要給導(dǎo)引金屬帶供給電源信號,也 不需要將金屬帶磁化,金屬帶粘貼非常方便,更改行駛路徑也比較容易,同時在環(huán)境污染的 情況下,導(dǎo)引裝置對金屬帶仍能有效地起作用,并且金屬帶極薄,并不造成地面障礙。所 以,與其他導(dǎo)引方式比較,金屬帶導(dǎo)引是固定路徑導(dǎo)引方式中可靠性高、成本低、簡單靈 活,適合工程應(yīng)用的一種 AGV 導(dǎo)引技術(shù)。
(2)自由路徑導(dǎo)引方式
自由路徑導(dǎo)引方式是在AGV上儲存著行駛區(qū)域布局上的尺寸坐標(biāo),通過一定的方法識別車體的當(dāng)前方位,智能機(jī)器人就能自主地決定路徑而向目標(biāo)行駛。自由路徑導(dǎo)引方式主要有 路徑軌跡推算導(dǎo)引法、慣性導(dǎo)引法、環(huán)境映射導(dǎo)引法、激光導(dǎo)航導(dǎo)引法等。
①路徑軌跡推算導(dǎo)引法,安裝于車輪上的光電編碼器組成差動儀,測出小車每一時刻 車輪轉(zhuǎn)過的角度以及沿某一方向行駛過的距離。在AGV 的計(jì)算機(jī)中儲存著距離表,通過與 測距法所得的方位信息比較,AGV 就能算出從某一參數(shù)點(diǎn)出發(fā)的移動方向。其Z大的優(yōu)點(diǎn) 在于改動路徑布局時,只需改變軟件即可,而其缺點(diǎn)在于驅(qū)動輪的滑動會造成精度降低。
②慣性導(dǎo)引法,在AGV 上裝有陀螺儀,導(dǎo)引系統(tǒng)從陀螺儀的測量值推導(dǎo)出AGV 的位 置信息,車載計(jì)算機(jī)算出 AGV 相對于路徑的位置偏差,從而糾正小車的行駛方向。該導(dǎo)引 系統(tǒng)的缺點(diǎn)是價格昂貴。
③環(huán)境映射導(dǎo)引法,也稱為計(jì)算機(jī)視覺法。通過對周圍環(huán)境的光學(xué)或超聲波映射, AGV 周期性地產(chǎn)生其周圍環(huán)境的當(dāng)前映像,并將其與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲的環(huán)境地圖進(jìn)行特 征匹配,以此來判斷 AGV 自身當(dāng)前的方位,從而實(shí)現(xiàn)正確行駛。環(huán)境映射導(dǎo)引法的柔性 好,但價格昂貴且精度不高。
④激光導(dǎo)航導(dǎo)引法,在AGV 的D部放置一個沿360°按一定頻率發(fā)射激光的裝置,同 時在AGV 四周的一些固定位置上放置反射鏡片。當(dāng)AGV 行駛時,不斷接收到從三個已知 位置反射來的激光束,經(jīng)過運(yùn)算就可以確定 AGV 的正確位置,從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。
⑤其他方式,在地面上用兩種顏色的涂料涂成網(wǎng)格狀,車載計(jì)算機(jī)存儲著地面信息圖, 由攝像機(jī)探測網(wǎng)格信息,實(shí)現(xiàn) AGV 的自律性行走。
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