一种基于毫米波雷达的AGV小车的制作方法

本实用新型属于交通运输领域，涉及一种基于毫米波雷达的AGV小车。

背景技术：

AGV((Automated Guided Vehicle)通常沿固定轨道行驶，常用的防撞装置采用激光、电磁等技术，由于信号易受干扰、穿透能力差能缺点，使得AGV小车在工作运行当中容易出现碰撞现象，因此有必要提供一种基于毫米波雷达的AGV小车，避免碰撞。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于毫米波雷达的AGV小车。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于毫米波雷达的AGV小车，包括用于承载的车架、用于导向的导向轮、用于驱动的驱动轮、用于防撞的挡板以及用于探测障碍的毫米波雷达，所述导向轮及所述驱动轮均与所述车架相连接，所述车架设有导向轮的一端与所述挡板固定连接，所述毫米波雷达设置于挡板上。

可选的，还包括控制器，所述控制器与所述毫米波雷达、所述导向轮以及所述驱动轮信号连接。

可选的，所述驱动轮与电动机同轴连接。

可选的，所述驱动轮还与制动器同轴连接。

可选的，所述电动机以及所述制动器均与所述控制器信号连接。

可选的，毫米波雷达包括天线、毫米波雷达发射机、天线收发开关、电磁波接收机、信号处理器以及报警装置，所述天线及毫米波雷达发射机与所述天线收发开关信号连接，所述天线收发开关通过电磁波接收机与信号处理器连接，信号处理器分别与报警装置以及控制器信号连接

可选的，还包括用于供电的蓄电池，所述蓄电池与所述导向轮、所述驱动轮、所述毫米波雷达以及所述控制器电路连接。

可选的，所述蓄电池与所述车架固定连接。

可选的，所述蓄电池为24V直流蓄电池。

可选的，所述毫米波雷达采用24GHz的毫米波频段。

本实用新型的有益效果在于：

1、基于毫米波雷达的AGV小车采用毫米波雷达防止碰撞，毫米波雷达精准度高，抗干扰能力强且探测距离远，呈广角探测，探测范围广，作用时速可达到120码以上，全天候工作，雨雪雾霾沙尘暴等恶劣天气，均能开启正常使用。穿透能力强，安装也可以完全隐蔽，不影响车辆整体外观，而且毫米波雷达与激光雷达相比价格较低。因此毫米波雷达防撞技术应用于AGV小车具有很大的优势。

2、本方案使用毫米波频段为24GHz，频率越低，波长越长，绕射能力越强，信号损失衰减越小，适用于近距离探测。由于工厂中机械设备比较多，电磁干扰较大，因此电磁波的绕射可以降低一部分干扰，而且工厂中AGV小车的车速不高，24GHz可以满足近距离的检测，及时避免AGV小车碰撞。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型实施例提供的基于毫米波雷达的AGV小车结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的毫米波雷达结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的AGV小车运行状态示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图3，附图中的元件标号分别表示：

挡板1、导向轮2、蓄电池3、车架4、驱动轮5、制动器6、电动机7、控制器8、毫米波雷达9。

发明人发现毫米波雷达具有波长短、频带宽(频率范围大)，穿透能力强的特点，这些特点形成了毫米波雷达的优势：

1、穿透能力强，不受天气影响。大气对雷达波段的传播具有衰减作用，毫米波雷达无论在洁净空气中还是在雨雾、烟尘、污染中的衰减都弱于红外线、微波等，具有更强的穿透能力。毫米波雷达波束窄、频带宽、分辨率高，在大气窗口频段不受白天和黑夜的影响具有全天候的特点。

2、体积小巧紧凑，识别精度较高。毫米波波长短，天线口径小，元器件尺寸小，这使得毫米波雷达系统体积小重量轻，容易安装在车上。对于相同的物体，毫米波雷达的截面积大、灵敏度较高，可探测和定位小目标。

3、可实现远距离感知与探测。毫米波雷达分为远距离雷达(LRR)和近距离雷达(SRR)，由于毫米波在大气中衰减弱，所以可以探测感知到更远的距离，其中远距离雷达可以实现超过200m的感知与探测。

毫米波雷达的多项优势，其目前在汽车防撞传感器中占比较大，根据IHS的数据，毫米波/微波雷达+摄像头在汽车防撞传感器中占比达到了70％。而且毫米波雷达也用于无人机防撞预警中，且汽车和飞机均为无轨道运行。AGV通常沿固定轨道行驶，常用的防撞装置激光、电磁等，但基于毫米波雷达的优势，发明人考虑将毫米波雷达防撞装置应用到AGV小车中，避免AGV小车在行驶过程中发生碰撞。

请参阅图1至图3，提供一种基于毫米波雷达的AGV小车，包括用于承载的车架4、用于导向的导向轮2、用于驱动的驱动轮5、用于防撞的挡板1以及用于探测障碍的毫米波雷达9，所述导向轮2及所述驱动轮5均与所述车架4相连接，所述车架4设有导向轮2的一端与所述挡板1固定连接，所述毫米波雷达9设置于挡板1上。

进一步的，基于毫米波雷达的AGV小车还包括控制器8，所述控制器8与所述毫米波雷达9、所述导向轮2以及所述驱动轮5信号连接，所述驱动轮5与电动机7同轴连接，所述驱动轮5还与制动器6同轴连接，所述电动机7以及所述制动器6均与所述控制器8信号连接。当毫米波雷达9检测到距离障碍物较远时，则控制驱动轮5继续沿轨道行驶，距离障碍物较近时则控制制动器6及时刹车，当毫米波雷达9检测到距离障碍物一定距离且需要继续延轨道行驶时，控制导向轮2进行转向，避免碰撞。

优选地，请参阅图2，毫米波雷达9包括天线、毫米波雷达发射机、天线收发开关、电磁波接收机、信号处理器以及报警装置，所述天线及毫米波雷达发射机与所述天线收发开关信号连接，所述天线收发开关通过电磁波接收机与信号处理器连接，信号处理器分别与报警装置以及控制器8信号连接。天线采用内置的24GHz微带阵列天线，可用于发送和接收24GHz频段的毫米波信号；发射机和接收机采用意行半导体24GHz发射机/接收机MMIC(SG24T1、SG24R1等)，具有低成本、高性能的特点，信号处理器采用MSP430F149IPM单片机，特点为处理能力强、运算速度快和超低功耗等。车上控制器主要包括运动控制器和扩展控制器两部分，本实施例采用西门子SIMATIC S7-200SMART控制器，体积小，性价比高，结合了运动控制部分和扩展控制部分，既用于控制AGV小车的运动单元和安全单元，也用于AGV小车运动控制器与中央控制计算机之间的通讯通道，完成AGV的运行监控及任务分配等系统功能。在工作过程中，毫米波雷达9中的振荡器会产生一个频率随时间逐渐增加的信号，这个信号遇到障碍物之后，会反弹回来，其时延是2倍距离/光速。返回来的波形和发出的波形之间有个频率差，这个频率差和时延是呈线性关系的：物体越远，返回的波收到的时间就越晚，那么它跟入射波的频率差值就越大。将这两个频率做一个减法，就可以得到二者频率的差频(差拍频率)，通过判断差拍频率的高低就可以判断障碍物的距离。根据这个原理对AGV做出预判警告，AGV小车进行防撞处理。毫米波雷达发射机通过天线发射毫米波，接收机接收到毫米波反射信号，将信号传给信号处理器放大处理后可获得AGV小车的周围物理环境信息(与障碍物间的相对距离、相对速度、角度、运行方向等)，数据信息综合处理后由控制器控制小车预警，并进行转向、减速或紧急刹车。所述的毫米波雷达使用的天线处于毫米波雷达装置内部，天线的形式采用微带贴片阵列天线，该天线系统包括发射天线和接收天线两个模块，这两个模块独立工作，不会对其余部分产生影响。

请参阅图3，毫米波雷达9通过毫米波进行测距和测速，沿着导向轨道进行行驶或制动，并通过通信链路把AGV小车行驶状态信息传给控制中心。

具体的，基于毫米波雷达的AGV小车还包括用于供电的蓄电池3，所述蓄电池3与所述导向轮2、所述驱动轮5、所述毫米波雷达9以及所述控制器8电路连接，所述蓄电池3与所述车架4固定连接，所述蓄电池3为24V直流蓄电池3，所述毫米波雷达9采用24GHz的毫米波频段。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。