文档介绍：该【AGV视觉导航设计方案-经典 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【7】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【AGV视觉导航设计方案-经典 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..AGV视觉导航设计方案-经典:..AGV搬运机器人视觉导航方案AGV(AutomatedGuidedVehicle,AGV)作为现代制造系统中的物料传送设备已经得到了广泛应用。从理论上看,视觉导引AGV具有较好的技术应用前景,然而其却没能像电磁导引和激光导引AGV那样广泛使用,主要问题在于视觉导引技术在实时性、鲁棒性和测量精度方面还有待进一步突破。由多个AGV单元组成的AGV系统(AutomatedGuidedVehicleSystem,AGVS)配有系统集成控制平台,对AGV的作业过程进行监管和优化,例如,创建任务、地图生成、发出搬运指令、控制AGV的运行路线、跟踪传送中的零件以及多AGV的任务规划和调度。将AGV与外部自动化物流系统、生产管理系统有机结合,对系统内每台AGV合理地分配当前任务、选择最佳路径、实时图形监控、管理运行安全,实现信息化的管理和生产,方便地构成由调配中心计算机控制的自动化生产线、自动仓库和全自动物流系统。目前视觉导引方式主要方法有基于局部视觉和全局视觉两种方法。基于视觉导引的AGV还没有大规模产业化,但其潜在的市场前景使其成为近几年来国内外AGV研究的热点。全局视觉导引方法是将摄像机安装在天花板或者墙上,以整个工作环境为目标,对包括AGV、导引路径、障碍物等进行对象识别,对各个摄像机获取的图像进行基于特征的图像融合,得到全局地图。在生成的全局地图中,每个AGV单元,导引线,障碍物的绝对坐标都能够实时获取。全局视觉方法相对于将摄像机安装在车体上的局部视觉方法,在多AGV调度、障碍物检测(固定和移动)、避障、全局监测方面更具优势。尤其是可以对AGV和障碍物的特征进行分类,通过增强型的卡尔曼滤波方法进行运动估计,动态跟踪每一个目标的位置、速度。但是这种方法要根据不同的现场环境,按照视野不被遮挡并覆盖整个工作空间的原则,根据摄像机放置算法决定摄像机的数目、安装位姿。因此这张全局视觉方法仅仅适用于室内且空间较大的场合,而且导引精度较低。相对而言,目前国内外研究较多的是局部视觉导引方式。局部视觉导引方式是将单车看作一个智能体,在车上安装摄像机和图像采集系统实时地处理环境信息,其主要有基于自然场景和结构化场景两种导航方式。基于自然场景的导航方式通过运行路径周围环境的图像信息与环境图像数据库中的信息进行比较,从而确定当前位置并对运行路线做出决策。这种方法不要求设置任何物理路径,在理论上具有最佳的柔性;但三维图像处理的实时性差和环境图像数据库的难以建立,限制了它的实际应用。基于结构化场景的导引方式一般是在地面粘贴或铺设一些特殊形状或颜色的线路和符号,由视觉系统识别预定义的路经,包括导引路径相对AGV的位置偏差和角度偏差、路径节点、工位、转弯、停车、加减速等标识。这种视觉导航方式的优点是视觉系统只需提取预设的特定目标,并根据目标特征的先验知识做进一步的计算,提高了图像处理的速度和系统的鲁棒性。基于结构化场景的视觉导航技术能较好满足柔性制造系统对物流设备在导向柔性、空间利用、运行安全性以及成本等方面的要求,具有路径设置柔性高、信息识别速度快、导航稳定程度好、导航行走精度高和导向信息容量大等突出优点,因此有着更广阔的应用前景,也是国内外研究机构和学者近年来研究较多的视觉导引方式。:..:..:..DSPARM无线通讯PC图2嵌入式平台工作原理图CCD摄像机获取导引路径场景PAL制式模拟视频,经视频解码后,由DSP进行视觉信息采集与处理,并融合RFID信息后,获得完整的导航信息,再经串口通讯发给ARM控制器。控制器通过工业无线以太网串口将AGV的状态信息通过工业无线通讯发送到地面控制站PC,并通过与地面控制站的双向通讯获取运行任务,然后根据DSP发送的导引路径信息做出运行决策,完成导航任务。在运行的过程中,控制器还要能够实时处理传感器信号输入,并能够接受手持遥控器的控制。在嵌入式实时操作系统DSP/BIOS上实现视频采集、视觉信息处理、RFID信息采集和通讯等多任务处理;以ARM为运动控制和任务管理处器,主要实现路径跟踪、工业无线以太网通讯和任务管理。将RFID技术融合到视觉系统中,由车载RFID读写器实时读取路径旁放置的电子标签,获取速度等级、路径编号、工位编号、分支路径节点编号、仓库编号、等待时间等大量节点信息。组建小型AGVS,并开发地面控制站AGV调度监控系统,实现AGVS地图创建、工位标识、路径规划、任务调度和状态监控等功能。分布式嵌入式系统采用模块化设计方法,整个系统基于导航和车辆控制两大功能划分为3个硬件模块,分别为基于DSP的视觉导航板模块、基于ARM处理器的车辆控制板模块和为设备提供不同电压的电源管理板模块。每个模块单独设计为一个功能板,各模块原理图如图3所示。:..DSPARM图3嵌入式系统模块化设计视觉导航板以DSP为核心,外围扩展了视频采集、SDRAM数据存储器、FLASH程序存储器、E2PROM电可擦只读存储器、串口RS232收发器和视频输出功能。通过TL16C752串口收发器扩展两个通道的串口通讯,分别用于与RFID读写器和LPC2200ARM的数据交互。车辆控制板以ARM为核心,该处理器具有A/D、RS232、I/O输入输出、PWM脉冲调制等多种接口,外围扩展了光电编码器测速反馈、直流伺服电机驱动器PWM控制、电机正反转I/O控制、传感器I/O输入检测、声光报警I/O输出、移载平台I/O控制、工业无线以太网通信、蓄电池电压检测和液晶显示功能。ARM自带两个RS232通讯接口,一个用于接收DSP发送的视觉导航信息,另一个通过工业无线以太网串口服务器扩展无线通讯功能。电源管理板是将蓄电池组提供的24V直流电通过电源转换模块得到系统设备和嵌入式系统需要的电压。蓄电池输出的24V电压可直接用于直流伺服电机,但电机启动的瞬间电流过大,容易引起蓄电池输出电压的瞬间急剧下降,因此需要DC/DC电源转换模块隔离电源,使系统的其他设备不受电机启动和调速的干扰。电源管理板将蓄电池24V电源变换成可靠的12V、。3、AGVS调度监控系统AGVS(多AGV协调运行)作为现代集成制造系统的组成部分,主要用于完成仓库和工位之间的物料传送,一般可分为三级控制方式:中央管理控制计算机、地面控制站和车载控制器。中央管理控制计算机是整个制造系统的控制指挥中心,它与各区域内的地面控制站进行通信,地面控制站接受中央控制计算机的管理。:..地面控制站负责对区域内的业务情况进行监控管理,如监视现场设备的状况、统计AGV利用率、小车交通管制、跟踪装载、制定目标地址、实时存储小车的地址并将AGV的位置与装载物的类型、数量传输给中央控制计算机。车载控制器解释并执行从地面控制器站传送来的指令,根据导航信息实现单车自动运行,并把状态信息及时反馈给地面控制站,接受地面控制的监控。在AGV系统管理中,视觉导引AGV可以工作在手动控制、半自动控制和自主运行三种模式,手动控制是由手持遥控器控制,主要用于人工临时干预状况;半自动控制由地面控制站设置相关参数后,交由车辆管理系统控制;自主运行是根据工厂环境,创建电子地图,并按照生产任务实现的系统管理和任务调度。注:视觉导航机理CCD摄像机采集的图像输入到DSP中,DSP经过相应的机器视觉算法做路径模型估计和多分支路径识别,计算AGV运动控制中心相对导引线的距离偏差和AGV当前前进方向相对于导引线的角度偏差,定时发送一次路径偏差信息给控制系统。当识别到多分支路径时,立即将多分支路径识别结果发送给控制系统,计算出分支路径转弯节点的位置,并在转弯开始后跟踪转弯完成的过程,以上路径信息通过串口发送给ARM,控制系统再做出相应的前进、调速、转弯等控制策略。