一种基于磁导航机器人及导航调度系统和方法与流程

本发明涉及基于磁导航的机器人及导航调度系统和方法。

背景技术：

目前在仓库、工厂日常作业中对于货物的搬运和流转基本上是依靠人工完成，传统的作业方式是由搬运工将货物搬运至目的点来满足日常生产需要。这种方式的缺点：极大的加重了企业的生产运营成本，企业需要承担人力成本；另一方面限制了企业日常生产效率，靠人力无法日夜不间断的作业，如果想要日夜不间断作业只有通过增加人力来完成目标工作量。通过以上分析，传统的作业方式无法同时满足提高生产效率和节约成本这个两个条件。

生产效率保证性差，传统人工搬运依靠人工完成工厂内物料运输，无法高效保证运输任务完成。

无法提供数据分析，传统方式无法统计运输时间等重要数据为企业生产改进提供重要数据。

无法直观实时查看物料运输情况，传统运输方式无法查看运输过程中的实时位置和运输状态。

在多变的工厂环境下，现有的人工搬运方式无实时对作业变化进行调。例如：人工搬运过程中，多个目的点的需求发生变化，依靠传统的人工搬运无法及时做出响应，造成无用功。

在高强度的作业量下，依靠传统人工作业无法保证产量。例如：工人请假、缺勤等情况，会影响企业的生产产量。

技术实现要素：

本发明目的在于克服上述现有作业方式的不足，为工厂生产车间、仓库提供一种基于磁导航agv系统于方法，旨在提高企业的生产过程中的物流的效率与产量，减轻工作人员负担，节约企业成本。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于磁导航的agv系统，其特征在于,包括：

用于数据处理分析计算的上位机调度模块(2)；

用于发出叫车程序的叫车模块(1)；

货物搬运的agv小车(4)；

用于显示路口交通状况的信号灯(3)；

具体说明如下：所述的上位机调度模块包括：

地图绘制模块(27)：通过系统的地图绘制画板绘制工厂或者仓库的布局的俯视图，描述及展现出工厂或仓库包含的各个区域块，该步骤完成后，可以直观的查看agv小车的运行环境。

负责与agv小车通讯模块(21)：通讯模块负责询问小车的各项信息并在小车应答后反馈运行状态给实时监控模块(23)。系统运行期间，该模块需要保障通讯的可靠，在小车出现异常掉线后恢复连接时能及时重新联系上该小车。提供给上游程序准确可靠的数据信息。

实时监控模块(23)：实时处理通讯模块返回的各项agv状况信息，记录运行状态和所处位置，根据绘制的环境地图和线路地图，根据通讯模块反馈的小车状态信息，实时显示小车的位置及状态信息。

线路规划算法模块(26)：指定小车完成接收到的作业任务，为小车安排最优路线去完成。

数据存储模块(24)：实时监控agv的作业任务情况，记录到数据库中，为报表模块提供数据基础。

任务作业分析及报表展现模块(25)：分析数据库中的作业数据，产生结果，并以报表展现。

交通管制模块(22)：监控和分析agv小车位置信息，管理路口小车会车情况，防止出现死锁的情况。

所述的货物搬运的agv小车(4)包括如下模块：

感知模块(43)：用于扫描磁性地标和磁条，识别agv小车所在位置和所在线路。

无线通讯模块(41)：用于agv与调度模块(21)之间的通讯，agv小车通过感知模块(43)过的运行的信息，通过无线模块(41)接收调度模块(21)的询问指令，同时将运行信息反馈给调度模块(21)，调度模块(21)通过分析与判断产生控制指令发送给agv小车，保证agv小车的稳定运行。

控制模块(42)：为agv小车搭载的嵌入式控制设备及运行环境，用于处理分析和处理调度系统下发的各种指令。

运动执行模块(44)：执行接收到的控制模块(42)的命令，完成相应的动作。

所述路口信号灯(3)：用于显示路口交通状况，帮助作业环境内其他作业单元判别路口交通状态。

所述平板模块(1)：用于发出呼叫agv小车的任务指令给调度程序，同时接收调度程序反馈的信息在平板上显示。

一种基于磁导航的agv小车方法，包括如下步骤：

工作人员准备好装满货的料车，点击所在地标的平板模块(1)，调度模块(2)接收到指令并处理，根据算法安排最近的空闲的agv小车并规划小车路线向agv小车发出发车任务，在此基础上，调度模块(2)告知平板程序已经处理了叫车(1)的叫车任务和相应的派车信息；调度模块(2)控制小车来到平板模块(1)所在的磁地标位置，并做出对应该地标的动作。

agv小车通过感知模块(43)实时抓取地标，获取自身所在位置并通过控制模块(42)将收集到的位置信息处理反馈给无线通讯模块(41)，agv小车实时与调度程序通讯，通过无线通讯模块(41)反馈运行信息给调度模块(2)，调度程序根据agv小车反馈的运行信息来是实现agv小车的交通管制和路口信号灯管控。

agv小车控制步骤：

agv小车控制步骤，由控制模块(42)实现agv小车与感知模块(43)，无线通讯模块(41)、运动执行模块(44)进行信号交互和指令发送；控制模块(42)通过接收感知模块的数据，协同无线模块(41)向调度模块(2)反馈数据，通过无线模块(41)接收来自调度模块(2)的指令，转换为机器命令传输给运动执行模块执行任务。

运动执行模块(42)，通过接收控制传递的底层指令执行终端任务，同时通过感知模块的传感设备发送给终端控制模块形成闭环控制。

无线通讯模块(41)为agv小车上安装的信号发射装置，控制模块通过该模块上位机交互。

本发明相对现有技术具备如下优点及效果:

(1)将agv小车与调度模块运算、存储结合，提过生产效率，弥补agv小车运算性能不足，存储能力差的缺陷，将agv小车无法胜任的运算、数据存储放置上位机处理，大幅减少agv小车压力；提高了企业生产的拓展性；通过上位机实现了agv的群体作业模式。

(2)减少企业运作成本，极大的提高了企业的生产效率与产量。

附图说明

图1基于磁导航的机器人及导航调度系统结构图。

图2基于磁导航的机器人及导航调度系统整体示意图。

附图标记

1.平板模块，2.调度模块，3.路口信号灯，4.agv小车

21.通讯模块，22.交通管制模块，23.实时监控模块，24.数据存储模块，25.报表模块，26.线路规划算法模块，27.地图绘制模块，28.基础档案维护模块，41.无线通讯模块，42.控制模块，43.小车感知模块。44.动作执行模块。

具体实施方式

下图结合图1-2及具体实施用例对本发明进一步具体描述。

本发明所述agv调度系统由多个agv小车、信号灯、平板模块以及调度模块构成，具体包括：

用于数据处理分析计算的上位机调度模块(2)；

用于发出叫车程序的叫车模块(1)；

货物搬运的agv小车(4)；

用于显示路口交通状况的信号灯(3)；

具体说明如下：所述的上位机调度模块包括：

地图绘制模块(27)：通过系统的地图绘制画板绘制工厂或者仓库的布局的俯视图，描述及展现出工厂或仓库包含的各个区域块，该步骤完成后，可以直观的查看agv小车的运行环境。

负责与agv小车通讯模块(21)：通讯模块负责询问小车的各项信息并在小车应答后反馈运行状态给实时监控模块(23)。系统运行期间，该模块需要保障通讯的可靠，在小车出现异常掉线后恢复连接时能及时重新联系上该小车。提供给上游程序准确可靠的数据信息。

实时监控模块(23)：实时处理通讯模块返回的各项agv状况信息，记录运行状态和所处位置，根据绘制的环境地图和线路地图，根据通讯模块反馈的小车状态信息，实时显示小车的位置及状态信息。

线路规划算法模块(26)：指定小车完成接收到的作业任务，为小车安排最优路线去完成。

数据存储模块(24)：实时监控agv的作业任务情况，记录到数据库中，为报表模块提供数据基础。

任务作业分析及报表展现模块(25)：分析数据库中的作业数据，产生结果，并以报表展现。

交通管制模块(22)：监控和分析agv小车位置信息，管理路口小车会车情况，防止出现死锁的情况。

所述的货物搬运的agv小车包括如下模块：

感知模块(43)：用于扫描磁性地标和磁条，识别agv小车所在位置和所在线路。

无线通讯模块(41)：用于agv与调度模块(21)之间的通讯，agv小车通过感知模块(43)过的运行的信息，通过无线模块(41)接收调度模块(21)的询问指令，同时将运行信息反馈给调度模块(21)，调度模块(21)通过分析与判断产生控制指令发送给agv小车，保证agv小车的稳定运行。

控制模块(42)：为agv小车搭载的嵌入式控制设备及运行环境，用于处理分析和处理调度系统下发的各种指令。

运动执行模块(44)：执行接收到的控制模块(42)的命令，完成相应的动作。

所述路口信号灯(3)：用于显示路口交通状况，帮助作业环境内其他作业单元判别路口交通状态。所述平板模块(1)：用于发出呼叫agv小车的任务指令给调度程序，同时接收调度程序反馈的信息在平板上显示。

基于本agv调度系统的运行方法是：

工作人员准备好装满货的料车，点击所在地标的平板模块(1)，调度程序接收到指令并处理，根据算法安排最近的空闲的agv小车并规划小车路线向agv小车发出发车任务，在此基础上，调度模块告知平板程序已经处理了平板模块(1)的叫车任务和相应的派车信息；调度模块(2)控制小车来到平板模块(1)所在的磁地标位置，并做出对应该地标的动作。

agv小车通过感知模块(43)实时抓取地标，获取自身所在位置并通过控制模块(42)将收集到的位置信息处理反馈给无线通讯模块(41)，agv小车实时与调度程序通讯，通过无线通讯模块(41)反馈运行信息给调度模块(2)，调度程序根据agv小车反馈的运行信息来是实现agv小车的交通管制和路口信号灯管控。

由控制模块(42)实现agv小车与感知模块(43)，无线通讯模块(41)、运动执行模块(44)进行信号交互和指令发送；控制模块(42)通过接收感知模块的数据，协同无线模块(41)向调度模块(2)反馈数据，通过无线模块(41)接收来自调度模块(2)的指令，转换为机器命令传输给运动执行模块执行任务。

运动执行模块(42)，通过接收控制传递的底层指令执行终端任务，同时通过感知模块的传感设备发送给终端控制模块形成闭环控制；运动执行模块为agv运动呈现载体，由执行终端组成，执行终端包括：转动轮，升降勾锁。所述的闭环控制为：控制模块(42)向运动执行模块(44)发出指令，agv小车执行动作同时，感知模块(43)实时感知小车状态变化并上报给控制模块(42)，控制模块(42)收到感知模块(43)上报的信息并及时分析和处理并判断是否需要agv小车执行动作，若有需要则控制模块(42)下发指令给运动执行模块(44)。

无线通讯模块(41)为agv小车上安装的信号发射装置，控制模块通过模块云上位机交互。

调度模块(2)通过无线通讯模块(21)实时接收到小车上报的数据，并将数据交给实时监控模块(23)分析处理，实时监控模块(23)将处理后的小车信息按照类别分别交给数据存储模块(25)和交通管制模块(22)，交通管制模块(22)根据小车位置信息决定小车是否需要进行交通管制和控制路口红绿灯，如果需要交通管制则发送相应的命令给无线通讯模块(21)，无线通讯模块(21)将命令转化为通讯数据传给agv小车。如果需要信号灯控制则交通管制模块(22)发送相应的命令给无线通讯模块(21)，无线通讯模块(21)将命令转化为通讯数据发送给信号灯(3)。

agv小车通过无线通讯模块(41)接收到调度程序的指令，无线通讯模块(41)先处理该指令将其转换成小车控制模块(42)需要的数据格式，小车控制模块(42)处理小车通讯模块(41)下发过来的数据，并将其转化为动作执行模块(44)的底层指令下发给动作执行模块(44)，动作执行模块(44)执行动作指令。