[发明专利]一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法

说明书

本发明提供一种双车联动控制捕获跟踪系统，包括主车光机系统和从车光机系统。主车光机系统包括主车控制单元、二维转台、信标激光发射组件和反馈激光接收组件；从车光机系统包括激光测距仪、从车控制单元、反馈激光发射组件、信标激光接收组件。激光测距仪安装于从车前端，并与从车控制单元相连。该种光电捕获跟踪系统通过对信标激光的快速捕获和稳定跟踪，实现车辆的横向控制；依靠激光测距仪实时测量的主、从车距离数据，实现两车的纵向控制。光电探测属于非接触式连接，避免了两车直接机械刚性连接而导致的使用灵活性受限问题。针对传统射频通信的数据丢包和延时现象，本发明所提出的光电捕获跟踪系统能够保证双车联动控制的可靠性。

技术领域

本发明属于智能运输设备控制系统技术领域，具体涉及双车联动控制的光电捕获跟踪系统。

背景技术

在当今信息化时代，仓储系统也由传统的人工操控向数字化、无人化方向发展。近年来，搬运机器人逐渐成为研究热点，并广泛用于智慧工厂，极大提高了货物转运效率，节约了大量的人力成本，在此背景下AGV车应运而生。

AGV车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指装备有电磁或光学等导航定位装置，能够沿着设定的路径自动行驶，具有安全保护和移动载荷功能的运输车。但是，在机械重工领域，所需搬运货物的体积和重量一般较大，市场上成熟的AGV运载能力有限，依靠单车无法完成转运任务，所以，需要采用双车协同工作模式，来转运大尺寸、大质量物体。

双车联动控制是实现双车协同工作的关键技术。目前常用的联动控制策略主要为射频通信或机械刚性连接，二者在实际应用中存在以下技术问题：

1.射频通信采用无线电磁信号，该信号的传输不可避免会出现数据丢包、延时等问题，这通常会导致前后两车运动不一致，无法应用于对控制精度要求较高的场合。虽然可以采取一些改进措施，例如在环境中部署多种类型的传感器，以此来辅助车辆校准自身位姿，但这种方式在某种程度上也限制了双车的使用场景。特别是对于不可人为改变周围环境的特殊应用场景，该方法将失效。所以基于射频通信的双车联动控制方法本质上属于开环控制技术，随着误差的积累，最终很可能导致两车失控，无法顺利完成货物的转运工作。

2.如果直接使用刚性连接件将两车连为一个整体，尽管可以完成重型货物的转运任务，但是当厂区内的转运任务较多，并且某些车辆出现故障时，就需要将双车的连接件拆卸，再与其他的车辆组成双车系统，继续执行搬运任务。这个过程比较繁琐，严重降低了单个车辆的使用灵活性，不便于使用维护。

因此亟需设计一种可靠性强，联控精度高，应用场景广，且使用方便的双车联动控制系统。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出可以利用光电捕获与跟踪技术，实现对双车系统的联动控制。

本发明的技术方案为一种双车联动控制捕获跟踪系统，包括：主车光机系统和从车光机系统；

所述主车光机系统包括主车控制单元、二维转台，信标激光发射组件和反馈激光接收组件；

所述二维转台设于主车上，所述二维转台与主车控制单元电性连接，所述信标激光发射组件和反馈激光接收组件平行安装在二维转台上；

所述信标激光发射组件包括信标激光发射器和信标激光整形组件，所述信标激光整形组件使得信标激光以近极限衍射角发射，所述信标激光发射器与主车控制单元电性连接；

所述反馈激光接收组件包括第一滤光组件和第一相机，所述第一相机内包括第一相机镜头和第一图像传感器，所述第一图像传感器与主控单元电性连接；

所述从车光机系统包括激光测距仪、从车控制单元、反馈激光发射组件、信标激光接收组件；

所述激光测距仪安装于从车前端，并与从车控制单元电性连接，用于实时测量主车和从车之间的距离，然后将测量的距离数据传输至从车控制单元，便于数据处理；