AGV及其控制系統(tǒng)

　　AGV是自動引導運輸車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫，是指裝備有光學或電磁等自動導引裝置，能沿規(guī)定路徑行駛的自動運輸小車，同時還具備安全保護裝置、各種移載裝置及可編程控制，以電池為主要動力，進行非接觸式導引，能夠根據(jù)給定的起點和終點，在無人干預的情況下，準確安全的駛向目的地，從而完成給定的各種任務。

　　根據(jù)不同的使用情況，AGV的結構會有所差別，但通常都包括以下幾個部分：

　　1、 車體

　　車體為鋼結構件，主要提供支架系統(tǒng)和各種設備的安裝平臺，要求有一定的強度和剛度，能夠支撐滿足AGV的機械要求，可以有多種多樣的車體形式。

　　2、 導航定位系統(tǒng)

　　導航定位系統(tǒng)相當于AGV的眼睛，導引AGV運行并及時糾錯，目前常用的導航方式有電磁感應導航、磁感應導航、激光導航、視覺導航、慣性導航、GPS導航及超聲波導航等。

　　3、 運動系統(tǒng)

　　運動系統(tǒng)是車輪、減速機、電機、伺服控制區(qū)及調(diào)速器組成的一個伺服控制系統(tǒng)，由AGV車載控制系統(tǒng)控制，可以實現(xiàn)速度和位置的精準控制，常見的運動方式有單輪驅動轉向式、雙輪差動驅動式及四全向輪驅動式，單輪驅動轉向式和雙輪差動驅動式可以實現(xiàn)AGV的前進、后退及轉向，四全向輪驅動式還可以實現(xiàn)AGV的側向運動。

　　4、 控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)是AGV的核心，一般包括上位機控制系統(tǒng)（也即中央控制系統(tǒng)）和下位機控制系統(tǒng)（也即AGV車載控制系統(tǒng)）兩部分，上位機控制系統(tǒng)負責任務調(diào)度、路徑規(guī)劃及交通控制等，下位機控制系統(tǒng)負責完成AGV的任務執(zhí)行、運動、導航、傳感器、充電及安全等各方面的控制，上位機控制系統(tǒng)和下位機控制系統(tǒng)通過通訊系統(tǒng)連接，相互傳遞信息。

　　5、 通訊系統(tǒng)

　　通訊系統(tǒng)用于AGV單機與上位機控制系統(tǒng)之間收發(fā)信息，一般采用無線通信方式，基于TCP/IP協(xié)議進行，需要建立一個工業(yè)級的無線局域網(wǎng)。

　　6、 安全系統(tǒng)

　　AGV工作環(huán)境中通常會有靜止或移動的障礙物，必須充分考慮AGV工作時的可靠性及安全性，不僅要保障AGV自身安全，還要保障現(xiàn)場人員及各類設備的安全，通過在AGV上安裝各類的傳感器（如紅外線或超聲波監(jiān)測裝置），一旦發(fā)現(xiàn)周圍有障礙物時，則應控制AGV減速、停止或繞行，并配合聲光報警。

　　7、 電源系統(tǒng)

　　電源系統(tǒng)是AGV的動力系統(tǒng)，給系統(tǒng)運行提供能源，種類有鉛酸電池、鎳鎘電池及鋰離子電池等，必須能夠實現(xiàn)大電流快速充電，并能自動檢測電池情況及時反饋給控制系統(tǒng)。

　　宏鉞AGV應用是由一套上位機控制系統(tǒng)和多輛AGV構成，上位機控制系統(tǒng)是AGV系統(tǒng)的中央控制系統(tǒng)，是整個AGV系統(tǒng)的大腦，負責管理電子地圖，接受任務并采取一定的調(diào)度策略分配任務給空閑的AGV，并進行路徑規(guī)劃，通過通信系統(tǒng)發(fā)送任務和路徑信息給每個AGV，且引導AGV完成任務，同時還要實現(xiàn)車輛運行狀態(tài)的實時動態(tài)監(jiān)控，并隨時對系統(tǒng)出現(xiàn)的各種情況做出及時的處理。

　　二、上位機控制系統(tǒng)功能模塊

　　宏鉞AGV系統(tǒng)上位機控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，即使是相同數(shù)量的AGV車輛，在不同的上位機控制系統(tǒng)調(diào)度下，系統(tǒng)效率可能大不相同，因此，上位機控制系統(tǒng)在初始設計時就尤為關鍵，宏鉞上位機控制系統(tǒng)必須具備如下特點：

　　1、 兼容性好

　　AGV系統(tǒng)上位機控制系統(tǒng)必須保證同企業(yè)其他管理系統(tǒng)的兼容，如生產(chǎn)管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)等，為其他管理系統(tǒng)預設數(shù)據(jù)接口，提供數(shù)據(jù)共享，從而實現(xiàn)業(yè)務的無縫銜接。

　　2、 適應性強

　　由于客戶實際情況的復雜性、多變性，因此，宏鉞AGV系統(tǒng)上位機控制系統(tǒng)必須做到功能完善，此外還能夠靈活設置，當企業(yè)需要調(diào)整時，AGV系統(tǒng)上位機控制系統(tǒng)應當能做出相應的調(diào)整與之相適應。

　　3、 易于擴展

　　要求AGV系統(tǒng)上位機控制系統(tǒng)不僅能夠保證系統(tǒng)自身的升級更新還能實現(xiàn)對不同型號AGV的管理。

　　4、 體驗性好

　　宏鉞AGV系統(tǒng)上位機控制系統(tǒng)簡潔、合理、美觀、易于操作，體現(xiàn)人機交互的設計理念。

　　宏鉞AGV系統(tǒng)上位機控制系統(tǒng)具有以下核心功能模塊：

　　1、 地圖管理功能

　　環(huán)境地圖是后續(xù)路徑規(guī)劃的基礎，環(huán)境地圖描述的好壞，直接影響著整個AGV系統(tǒng)能否發(fā)揮出應有的效率，且越來越多的定位技術依托于環(huán)境地圖之上，對AGV定位的精度至關重要。

　　目前，在機器人學中，對地圖的描述主要有拓撲地圖法、柵格地圖法及直接表示法等，拓撲地圖法不僅建模方便，而且有很多成熟的推理和高效的圖形搜索算法可直接應用在拓撲地圖中，另外，拓撲地圖對存儲空間和計算時間要求較低，保證了系統(tǒng)的實時性，效率較高，是大多同類系統(tǒng)的首選。

　　在對環(huán)境地圖進行建模時，務必保證所建造的圖形是連通圖，只有這樣，從任意節(jié)點到任意節(jié)點都肯定會有路徑可達，另外，為了方便地圖的存儲和提高搜索算法的效率，所建造的地圖在能執(zhí)行所有分配任務的前提下，要盡量簡單、科學合理，單向有權圖通常是不錯的選擇。

　　圖在計算機中的表示方法有很多，最常用的是鄰接矩陣表示法和鄰接表表示法，但這兩種方法所需要的計算機存儲空間和算法時間復雜度相差極大，采用哪種方式取決于該圖是稀疏圖還是稠密圖，而實際中，AGV系統(tǒng)工作環(huán)境地圖基本都屬于稀疏圖，所以大都是采用鄰接表的結構來存儲地圖。