基于多传感器融合的自动导引车系统设计与控制策略

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1、第28卷第7期2011年7刀o引言自动导引车AGV(AutmatdGuicdVehi1)是指具有电磁或光学等自动导引装克，能够沿观定的导引路径行驶的运输小车，同时还具有编程装置、安全保护装置以及各种移载功能［门自动导引车系统AGVS(AutmatdGuiedVchi1Syscm)则是ItlAGV车辆以及地面控制导引系统组成的，能够完成物料运输任务的光机电一体化系统，目前已广泛地应用于机械加工、汽车制造、港口货运、电子产品装配、造纸、烟草生产等影个行业和领域，被认为是柔性制造系统(FMS)中最有效的物料运输解决方案，是一种非常有前

2、途的物流运输系统［2］。AGV导引技术是AGV控制的核心，它决定了应用系统的柔性，并且影响着系统的稳定性和构建成本。目前主耍的导引技术包括电磁感应导引、激光导引、视觉导引、惯性导引、超声波导引和磁钉等，这些导引方式按有无导引路线分为三种:固定路一陀螺导引线方式、半固定路线方式和自由路线方式。电磁感应导引技术使用最早也最泮遍，优点是埋线隐蔽、不刻、系统较复杂难维护、路面标记的损毁或污染都将造成系统稳定性的下降等［5-7］。就目前的应用和科研形势而言如何以低成本构建高可靠性、稳定性、灵活的系统已经成为热1'J研究方向。木文尝试构建一

3、个低成木1L灵活可靠的自动导航车系统，0标是满足柔性制造业中物料运输的基本需求。在实验室中搭容易污染和破损、抗声光干扰、成木低：缺点是路径难以更改，对复杂交义路径和钢筋地板的使川场景无能为力；激光导引技术是目前最热门的技术之一,优点是定位精度非常高、不需耍其他地面辅助定位、路径设留灵活易变更、适应多种复朵环境如狭窄通道等、系统的兼容性和扩展性好•：缺点是设备成本髙昂［3.4］:视觉导航技术是就近时期的研究热点，优点是成本低廉、路径灵活、系统可扩展性强、易于大规模推广；缺点是对环境条件较苛计算机应用与软件ComputrApp1ca

4、tonsandSofwar基于多传感器融合的自动导引车系统设计与控制策略王一强王视盪冯瑞(复旦大学计算机科学技术学院媒体计算研究所上海201203)摘要自动导引车在柔性制造业、物流业和自动仓储中具冇广泛的应用前景和价值。提出并设计了一种基于cCD摄像头、RFI传感器、编码器、陀螺仪、声纳等多种传感器的自动导引车系统。通过对多种传感器数据进行信息融介达到控制日的，在实验室中搭建了模拟环境，开发了原型系统并进行测试，实验结果证明该方法提髙了口动导引车系统的实时性和导航箱度。关键词自动导引车系统视觉导引RFI传感器控制策略THEMUL

5、TIENSORFUSINBASEDAUTOMATEDGUIEDVEHILESYSTEMDESINANDCONTROLSTRATEGYWangYiingWangShiiFengRui(IstttofMeiCompiling.ScoolofComputrSccc»FudanUnicst,Shanghai201203,Chia)AbsractTheautmatdguiedvehiliofbradapplcatonprsectandvaleifexi1manufctrnglgitcsandautmatdsorgeidusres.Thep

6、apersggessanddesgnsanAutmatcGuiedVehilSysemontebassofanumberofsnsric1digCCDcamer,RFI$nsrencodergyr,snarandson.TheContoligobjctveiachivedbyfsngifratonfomvaroussnsrdat・Asmultonenvionmentiesablsedite1bortr.Aprttpessemidevelpedandtsed.Expermentrslsprvetemetodiprvestera1t

7、me1nesandnaviatngaccurcyfrAGVS・KeywordsAutmatdguiedvehilssem(AGVS)ViinnaviatonRFIsnsrContolsrtgy建了模拟的应用环境，并制造了AGV原型车辆，使用CCD摄像头、RFI传感器、编码器、陀螺仪、声纳等多种传感器，以视觉导..引为主，通过多传感器信息融合的手段实现车辆旬导玉滴;此外，还设计实现了一个中心控制系统，通过无线网络与AGV车辆实时通信，满足了车辆调度、任务分配等控制需求。1应用场景和解决思路在现代化的工业生产中，物料运输是生产过程中

8、必不可少的一个环节，从原材料的供给，到中间件的多工序加工，再到最终产歸的成型入库，都需耍使川各种各样的运输方式来完成工件的运输转移，特别是在柔性制造系统中，物流子系统的稳定性和运行败率直接彫响着整条加工流水线的生产状态，一个完全自动化、灵活稳定的物流体系可以帮助