[发明专利]一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车

说明书

技术领域

本发明涉及一种AGV小车，特别是涉及一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，属于机械技术领域。

背景技术

AGV属于移动机器人的一种，具备自主导航的智能小车。从发明至今，AGV在导航、控制、安全等关键技术方方面取得了重大的突破，在工业中扮演着越来越重要的角色。在制造业中，AGV不但可以作为自动搬运车辆使用，还可以用作可移动的装配、加工平台使用，是柔性制造系统的一个重要组成部分。在现代物流中，AGV凭借自主导航进行货物的自动盘点，承担堆垛搬运，将大大提高仓库运转的效率。凭借AGV性能的不断完善，在农业、工业、国防、服务等行业中得到已经得到广泛应用。

随着科学技术的发展，导引方式也越来越多样，分为固定路径导引和自由路径导引。固定路径导引定位精度高，成本较低，但是小车必须沿着指定路径行驶，对环境要求也较高；自由路径导引对路径要求不是很高，可以在室外工作，但是其定位精度较低，成本较高。且转弯受限的狭窄仓库，小车无法进入，减小了AGV的使用范围。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，实现使AGV小车在不用转弯的情况下行驶于狭窄的巷道，且结构简单，成本低廉，系统稳定。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，包括车身，所述车身的顶端安装接收器，所述车身的侧壁安装货叉；所述车身的底端对称设置四个麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮的侧壁嵌入连接杆；所述连接杆的顶面上连接弹簧，所述弹簧的顶端安装支架；所述连接杆的一端转动连接支撑杆，且所述支撑杆的顶端通过螺栓连接所述支架，所述支架的顶端安装所述车身；所述麦克纳姆轮的一端连接直流伺服电机，且所述麦克纳姆轮的顶端安装光电编码器、驱动器；所述车身内部安装主控模块、电源模块，所述电源模块与所述主控模块电性连接；所述主控模块与无线通讯模块、安全避障模块、驱动模块、货物装卸模块、定位导航模块连接；所述无线通讯模块与所述接收器连接；所述驱动模块与所述光电编码器、所述驱动器、所述直流伺服电机连接；所述货物装卸模块与所述货叉连接。

优选的方案是，所述麦克纳姆轮内部设有多个轮轴，且所述轮轴在所述麦克纳姆轮中交错分布。

优选的方案是，四个所述麦克纳姆轮中的其中两个所述麦克纳姆轮为一组，且一组中两个所述麦克纳姆轮侧壁上的所述连接杆安装方向相反。

优选的方案是，所述支撑杆为凹形结构，所述支架的底端对称连接两个所述支撑杆，且两个所述支撑杆安装方向相反。

优选的方案是，所述无线通讯模块、所述安全避障模块、所述驱动模块、所述货物装卸模块、所述定位导航模块位于所述车身的内部。

优选的方案是，所述定位导航模块更新导航地图的步骤如下：

小车从起点前往指定的终点；

激光扫描头扫描周围构建导航地图；

将二维地图导入AGV导航地图库。

所述定位导航模块导航路径规划的步骤如下：

小车主控模块根据终点位置和导航地图生成初步的规划路径；

根据小车的位置信息获取规划路径上的采集点；

构建采集点之间的小车的具体的行驶路径和行驶速度；

构建小车最终的规划路径。

优选的方案是，所述定位导航模块路径导航的步骤如下：

小车加载二维地图，获取当前小车的位置信息；

加载规划路径；

激光扫描仪实时扫描周围，更新小车在二维地图的位置；

根据小车的位置，获取规划路径可能形成的矢量差，主控模块根据矢量差，为四个驱动电机输出不同的PWM信号，从而促使小车在规划路径上行驶，AGV小车坐标系下X轴方向与Y轴方向的速度及Z轴旋转角速度。

重复上述步骤，直到小车到达指定的地点。

优选的方案是，所述定位导航模块路径更新的步骤如下：

通过激光扫描仪扫描周围区域，将获取的数据与环境二维地图匹配，从而获取小车当前的位姿；

以AGV小车当前位姿为圆心，以设定阈值为半径作圆，确定AGV小车在环境二维地图中所在区域的大概范围；

用一定数量带概率表示AGV小车可能位姿的粒子，在AGV小车区域范围内搜索AGV小车的精确位姿；具体步骤为：

将粒子随机分布在区域范围，用激光扫描数据在每个粒子位置与地图进行匹配，并设置一个函数进行评估匹配度；

更新粒子携带的概率，将概率最小的粒子舍弃，在概率最大的粒子之间增加一个粒子；