關(guān)于AGV穩(wěn)定性的探究

摘 要：制絲車間成品庫主要通過AGV小車將成品煙絲運(yùn)送到指定站臺(tái)，以達(dá)到不間斷的對(duì)卷包車間提供成品煙絲的目的。AGV裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛。AGV運(yùn)行的穩(wěn)定性直接關(guān)系到成品庫與卷包車間的銜接，激光導(dǎo)引和障礙物探測器是整個(gè)AGV最為關(guān)鍵的裝置。經(jīng)過長時(shí)間的使用，AGV會(huì)出現(xiàn)在一些區(qū)域無法準(zhǔn)確定位，并且不能明確區(qū)分障礙物的情況。對(duì)激光導(dǎo)引的位置修正，對(duì)障礙物探測器的校準(zhǔn)勢在必行。本文主要介紹激光導(dǎo)引和障礙物探測的工作原理，以及校準(zhǔn)方法。

關(guān)鍵詞：AGV；激光導(dǎo)引；障礙物探測器

1 引言

激光導(dǎo)引是AGV關(guān)鍵的一個(gè)裝置，激光導(dǎo)引是在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過發(fā)射激光束，同時(shí)采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和方向，并通過連續(xù)的幾何運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。障礙物探測器則是AGV平穩(wěn)運(yùn)行的安全保障。成品庫AGV障礙物探測器 RS4 為新型激光防撞探測系統(tǒng)，通過內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的激光掃描裝置發(fā)出激光，障礙物將光反射回探測器，此信息被探測器接收測距以判斷障礙物位置。

2 激光導(dǎo)引的工作原理及修正方法

激光導(dǎo)引是成品庫AGV系統(tǒng)中導(dǎo)引方式，每臺(tái)AGV上安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器，在運(yùn)行路徑沿途的墻壁和貨架上安裝有高反光性反射板的激光反射板，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標(biāo)志反射回的激光束，CPU計(jì)算出車輛當(dāng)前的位置以及運(yùn)動(dòng)的方向，通過和內(nèi)置的數(shù)字地圖進(jìn)行對(duì)比來校正方位，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)。

2.1 基于增加反射板提高AGV定位精度

AGV 的激光引導(dǎo)， 在其運(yùn)行環(huán)境的四周固定地點(diǎn)放置一定數(shù)量的直角反射板，它們的坐標(biāo)精確值已知并存儲(chǔ)在AGV 車載控制計(jì)算機(jī)上，在自動(dòng)導(dǎo)引小車頂部安裝一個(gè)激光發(fā)射和檢測裝置， 當(dāng)激光束射進(jìn)反射鏡時(shí)， 大部分能量被反射，同時(shí)反射光線與小車前進(jìn)方向所成的角度也能夠確定，運(yùn)行中的AGV不斷接受3 個(gè)以上 已知位置反射回來的激光束， 當(dāng)這三塊反射板與小車的期望相匹配，將相對(duì)于小車前進(jìn)方向的方位角經(jīng)過幾何運(yùn)算， 就可以確定AGV的準(zhǔn)確位置和前進(jìn)方向。

成品庫493巷道，AGV運(yùn)行時(shí)偏離了預(yù)定軌跡。原因就是在運(yùn)行時(shí)無法匹配到與預(yù)估值接近的反射板，從而無法校正自身的位置。我們將AGV牽引到位置偏離的點(diǎn)上作為初始位置。根據(jù)匹配原則：

（1）所期望的方向和測量的方向角度的差值必須足夠??；

（2）所期望反射板不能與匹配的反射板太近，如果太近，則此方位不能用來校正估計(jì)的位置；

（3）如果沒有預(yù)期的反光板的方位與可測量的方位足夠接近，則這個(gè)方位是錯(cuò)誤的。

新增的反射板必須經(jīng)過激光測距準(zhǔn)確的在坐標(biāo)系中確定位置才可以。人工新增的反射板會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，存在誤差則會(huì)導(dǎo)致AGV定位不準(zhǔn)。AGV可以掃描到反射板的一條軌跡，軌跡中系統(tǒng)會(huì)接收到反射板從不同角度反射回來的17條反射光線。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這17條光線計(jì)算17次反射板的坐標(biāo)，當(dāng)通過這17次計(jì)算出的坐標(biāo)誤差均小于1.2*10-4，這個(gè)反射板的坐標(biāo)就與整個(gè)坐標(biāo)系所匹配。系統(tǒng)就會(huì)將計(jì)算出來的坐標(biāo)載入到電子地圖中。完成新增反射板后，當(dāng)AGV運(yùn)行時(shí)，就可以根據(jù)匹配的反射板對(duì)自身位置不斷校正。

2.2 基于更改AGV?？奎c(diǎn)提高AGV定位精度

在路徑中選擇需要更改的?？奎c(diǎn)。更改?？奎c(diǎn)的數(shù)據(jù)需要準(zhǔn)確測量。通過PDA將AGV運(yùn)行到需要更改的?？奎c(diǎn)處。人工準(zhǔn)確測量AGV距離巷道左右兩側(cè)的距離。人工測距后，將停靠點(diǎn)坐標(biāo)相應(yīng)的作出更改。

修改后，再次用PDA將AGV運(yùn)行至此?？奎c(diǎn)，人工測距。往復(fù)此步驟，直至AGV運(yùn)行在這個(gè)巷道中左右兩側(cè)距離巷道位置相同，更正的路徑圖下載到AGV的路徑中，AGV則按照更改后的路徑行駛。

基于以上兩種方法，通過兩種方法的配合使用，我們成功的解決了AGV在成品庫出現(xiàn)偏離軌跡的問題。解決了這個(gè)問題，小車在運(yùn)行過程中的平穩(wěn)性得到了很大的改善。

3 障礙物探測器的原理及校準(zhǔn)方法

RS4 為新型激光防撞探系統(tǒng)，通過內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的激光掃描裝置發(fā)出激光，障礙物將光反射回探測器，此信息被探測器接收測距以判斷障礙物位置?？删幊淘O(shè)定和編輯區(qū)域。工作中當(dāng)安全區(qū)探測到阻礙物時(shí) AGV 減速慢行，停止區(qū)檢測到可能與車體碰撞物體則AGV 停止，具體幾個(gè)區(qū)域?qū)挾群烷L度及探測區(qū)域由現(xiàn)場需要設(shè)定。

AGV在成品庫區(qū)長時(shí)間的使用，RS4鏡面上經(jīng)常會(huì)有一層灰塵，灰塵覆蓋鏡面過多或有 其他污染，時(shí)間長了，RS4中的監(jiān)控強(qiáng)度，以及監(jiān)控精度的相關(guān)參數(shù)就會(huì)發(fā)生變化，參數(shù)的改變帶來的結(jié)果是AGV行駛過程中不能及時(shí)辨別障礙物的距離，不能保證AGV小車安全平穩(wěn)的運(yùn)行。這是我們就需要對(duì)RS4參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。方法如下：

（1）首先準(zhǔn)備好下列連線及COM口轉(zhuǎn)換卡并將轉(zhuǎn)換卡的驅(qū)動(dòng)安裝到計(jì)算機(jī)內(nèi)，并將Leuze安裝光盤安裝到電腦上。

（2）在計(jì)算機(jī)設(shè)備管理器里確定COM口及傳輸率，將傳輸率設(shè)為57600。

（3）打開RS4專用軟件，鍵入密碼后，選擇System data。

（4）選擇System data下拉菜單中Adjust window supervision后，系統(tǒng)開始對(duì)RS4參數(shù)進(jìn)行校正。

（5）校正完成后，對(duì)參數(shù)進(jìn)行保存，并且備份相應(yīng)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

通過對(duì)成品庫AGV小車重要裝置：激光導(dǎo)引位置的修正，保證了AGV在運(yùn)行過程中的準(zhǔn)確定位，消除不按照設(shè)定軌跡行走的隱患。通過對(duì)障礙物探測器RS4的定期校準(zhǔn)，很大程度的降低了安全隱患，減少故障停車現(xiàn)象，通過對(duì)AGV這兩個(gè)重要裝置的校正，對(duì)提高AGV平穩(wěn)安全的運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。并且對(duì)整個(gè)車間生產(chǎn)效率有著極其重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]BJ311型激光導(dǎo)引運(yùn)輸車使用說明書[S].

[2]激光導(dǎo)引說明書[S].

作者簡介：李高陽（1988—），男，本科（雙學(xué)位），助理工程師，主要研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。