關于AGV穩定性的探究

摘 要：制絲車間成品庫主要通過AGV小車將成品煙絲運送到指定站臺，以達到不間斷的對卷包車間提供成品煙絲的目的。AGV裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛。AGV運行的穩定性直接關系到成品庫與卷包車間的銜接，激光導引和障礙物探測器是整個AGV最為關鍵的裝置。經過長時間的使用，AGV會出現在一些區域無法準確定位，并且不能明確區分障礙物的情況。對激光導引的位置修正，對障礙物探測器的校準勢在必行。本文主要介紹激光導引和障礙物探測的工作原理，以及校準方法。

關鍵詞：AGV；激光導引；障礙物探測器

1 引言

激光導引是AGV關鍵的一個裝置，激光導引是在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過發射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，來確定其當前的位置和方向，并通過連續的幾何運算來實現AGV的導引。障礙物探測器則是AGV平穩運行的安全保障。成品庫AGV障礙物探測器 RS4 為新型激光防撞探測系統，通過內部旋轉的激光掃描裝置發出激光，障礙物將光反射回探測器，此信息被探測器接收測距以判斷障礙物位置。

2 激光導引的工作原理及修正方法

激光導引是成品庫AGV系統中導引方式，每臺AGV上安裝有可旋轉的激光掃描器，在運行路徑沿途的墻壁和貨架上安裝有高反光性反射板的激光反射板，AGV依靠激光掃描器發射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，CPU計算出車輛當前的位置以及運動的方向，通過和內置的數字地圖進行對比來校正方位，從而實現自動搬運。

2.1 基于增加反射板提高AGV定位精度

AGV 的激光引導， 在其運行環境的四周固定地點放置一定數量的直角反射板，它們的坐標精確值已知并存儲在AGV 車載控制計算機上，在自動導引小車頂部安裝一個激光發射和檢測裝置， 當激光束射進反射鏡時， 大部分能量被反射，同時反射光線與小車前進方向所成的角度也能夠確定，運行中的AGV不斷接受3 個以上 已知位置反射回來的激光束， 當這三塊反射板與小車的期望相匹配，將相對于小車前進方向的方位角經過幾何運算， 就可以確定AGV的準確位置和前進方向。

成品庫493巷道，AGV運行時偏離了預定軌跡。原因就是在運行時無法匹配到與預估值接近的反射板，從而無法校正自身的位置。我們將AGV牽引到位置偏離的點上作為初始位置。根據匹配原則：

（1）所期望的方向和測量的方向角度的差值必須足夠小；

（2）所期望反射板不能與匹配的反射板太近，如果太近，則此方位不能用來校正估計的位置；

（3）如果沒有預期的反光板的方位與可測量的方位足夠接近，則這個方位是錯誤的。

新增的反射板必須經過激光測距準確的在坐標系中確定位置才可以。人工新增的反射板會出現一定的誤差，存在誤差則會導致AGV定位不準。AGV可以掃描到反射板的一條軌跡，軌跡中系統會接收到反射板從不同角度反射回來的17條反射光線。系統會根據這17條光線計算17次反射板的坐標，當通過這17次計算出的坐標誤差均小于1.2*10-4，這個反射板的坐標就與整個坐標系所匹配。系統就會將計算出來的坐標載入到電子地圖中。完成新增反射板后，當AGV運行時，就可以根據匹配的反射板對自身位置不斷校正。

2.2 基于更改AGV停靠點提高AGV定位精度

在路徑中選擇需要更改的停靠點。更改停靠點的數據需要準確測量。通過PDA將AGV運行到需要更改的停靠點處。人工準確測量AGV距離巷道左右兩側的距離。人工測距后，將停靠點坐標相應的作出更改。

修改后，再次用PDA將AGV運行至此停靠點，人工測距。往復此步驟，直至AGV運行在這個巷道中左右兩側距離巷道位置相同，更正的路徑圖下載到AGV的路徑中，AGV則按照更改后的路徑行駛。

基于以上兩種方法，通過兩種方法的配合使用，我們成功的解決了AGV在成品庫出現偏離軌跡的問題。解決了這個問題，小車在運行過程中的平穩性得到了很大的改善。

3 障礙物探測器的原理及校準方法

RS4 為新型激光防撞探系統，通過內部旋轉的激光掃描裝置發出激光，障礙物將光反射回探測器，此信息被探測器接收測距以判斷障礙物位置。可編程設定和編輯區域。工作中當安全區探測到阻礙物時 AGV 減速慢行，停止區檢測到可能與車體碰撞物體則AGV 停止，具體幾個區域寬度和長度及探測區域由現場需要設定。

AGV在成品庫區長時間的使用，RS4鏡面上經常會有一層灰塵，灰塵覆蓋鏡面過多或有 其他污染，時間長了，RS4中的監控強度，以及監控精度的相關參數就會發生變化，參數的改變帶來的結果是AGV行駛過程中不能及時辨別障礙物的距離，不能保證AGV小車安全平穩的運行。這是我們就需要對RS4參數進行校準。方法如下：

（1）首先準備好下列連線及COM口轉換卡并將轉換卡的驅動安裝到計算機內，并將Leuze安裝光盤安裝到電腦上。

（2）在計算機設備管理器里確定COM口及傳輸率，將傳輸率設為57600。

（3）打開RS4專用軟件，鍵入密碼后，選擇System data。

（4）選擇System data下拉菜單中Adjust window supervision后，系統開始對RS4參數進行校正。

（5）校正完成后，對參數進行保存，并且備份相應數據。

4 結束語

通過對成品庫AGV小車重要裝置：激光導引位置的修正，保證了AGV在運行過程中的準確定位，消除不按照設定軌跡行走的隱患。通過對障礙物探測器RS4的定期校準，很大程度的降低了安全隱患，減少故障停車現象，通過對AGV這兩個重要裝置的校正，對提高AGV平穩安全的運行奠定了基礎。并且對整個車間生產效率有著極其重要的意義。

參考文獻：

[1]BJ311型激光導引運輸車使用說明書[S].

[2]激光導引說明書[S].

作者簡介：李高陽（1988—），男，本科（雙學位），助理工程師，主要研究方向：電氣工程及其自動化。