Agv小车行驶的控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种AGV小车行驶的控制方法及系统，系统包括用于控制各AGV小车的中央控制单元，中央控制单元发出调度指令至各AGV小车上的控制单元，并控制AGV小车的移动，AGV小车上设置有用于探测障碍物的传感器，传感器采集的障碍物信号发送至控制单元，控制单元根据障碍信号进行判断，控制单元发出控制指令控制AGV小车的移动速度，利用传感器采集障碍物的存在的时间点及时间长度，从而建立起障碍物数据库，数据库根据障碍物的产生的地点、频率等，并设定一个障碍物出现的阈值，某一段的障碍物出现的次数多于或少于设定的阈值时，AGV小车行进至该路段时，控制单元控制小车的速度，以确保障碍物能够顺利通过，避免产生冲突，确保整个AGV系统的有效运行。
【专利说明】
AGV小车行驶的控制方法及系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及AGV小车技术领域，具体涉及一种AGV小车行驶的控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]AGV自动导航小车是一种能够在调度系统或者人工指令的情况下，自动完成货物装卸和输送的只能运输设备，因此AGV自动导航小车广泛应用在物流分拣仓库中，目前业内的出现的AGV导航控制系统主要由磁导引、惯性导引、激光导引等方式，其中惯性导引、激光导引的方式由于抗外界干扰能力较弱，远没有磁导引应用广泛。但是随着柔性制造系统的引入，企业的生产线变得更加复杂，物料的需求更加灵活多变。AGV在整个仓库内的磁轨道上排布有多个，多AGV的行进由系统的控制单元控制，在磁导轨的十字交叉口，磁导轨运行速度不同的AGV小车，磁导轨上也会存在障碍物，该障碍物主要是存在于仓库内的行人或者其他移动的物体，上述移动的障碍物经常从AGV小车的运行的磁轨道穿梭，当AGV小车在遇到上述障碍物时，一般很难进行调整，AGV小车与障碍物会产生碰撞，因此磁导引式多AGV的行驶安全性和稳定性带来了巨大的挑战。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提供一种AGV小车行驶的控制方法及系统，能够对AGV小车的行进进彳丁调节，避免AGV小车彳丁进广生的冲突，提尚多AGV彳丁驶的安全性和稳定性。
[0004]为实现上述目的，AGV小车行驶的控制方法采用的技术方案是:
[0005]方法包括如下步骤:
[0006]AGV小车行驶的控制方法，方法包括如下步骤:
[0007]a)、建立AGV小车在磁轨道上行走的电子地图，确定小车当前的位置；
[0008]b)、在AGV小车上设置用于探测障碍物的传感器，并记录传感器检测到障碍物的时间点tl ；
[0009]C)、当AGV小车上的传感器检测到障碍物离开时，并记录传感器检测到障碍物离开的时间点t2，计算障碍物的存在时间D = t2-tI;
[0010]d)、记录某一路段L上且在一段时间TD出现障碍物的次数Ct、AGV小车在该段时间TD内经过该路段L的次数C，计算AGV小车出现障碍物的总时长T，设定该路段出现障碍物的频率阈值Pf;
[0011]贝Ij，该路段L出现故障的概率P= Ct/C;该路段L出现障碍物的平均时长为Ta = T/Ct，
[0012]当P多Pf时，则预测在该时间段TD内及该路段L会出现障碍物，控制单元发出控制指令至AGV小车，并调节AGV小车速度，使得AGV小车执行减速指令；
[0013]当P彡Pf时，则预测在该时间段TD内及该路段L不会出现障碍物，AGV小车按照正常速度行驶；
[0014]当P = O时，AGV小车正常行驶。
[0015]本发明还存在以下特征:
[0016]当P彡Pf时，控制单元发出控制指令至AGV小车，使得AGV小车按照速度S = Scur*P*k行驶，其中Scur为AGV小车在发现障碍物之前的行驶速度，k为比例系数；以使得AGV小车行驶至障碍物附近时，障碍物已经离开AGV小车行驶的路径。
[0017]当PSPf时，若传感器检测出障碍物或者通过广播接收到前方路段拥堵，则按照P彡Pf时的情况行驶。
[0018]为实现上述目的，AGV小车行驶的控制系统采用的技术方案是:
[0019]系统包括用于控制各AGV小车的中央控制单元，中央控制单元发出调度指令至各AGV小车上的控制单元，并控制AGV小车的移动，AGV小车上设置有用于探测障碍物的传感器，传感器采集的障碍物信号发送至控制单元，控制单元根据障碍信号进行判断，控制单元发出控制指令控制AGV小车的移动速度。
[0020]本发明还存在以下特征:
[0021]AGV小车上设置有急停开关，所述急停开关用于控制AGV小车的驱动机构的断电及通电。
[0022]所述AGV小车的货叉中间设有限位开关，限位开关用于控制AGV小车的驱动机构的断电及通电。
[0023]与现有技术相比，本发明具备的技术效果为:利用AGV小车自动生成的电子地图，判断AGV小车所在的位置，然后让AGV小车在磁轨道上运行，利用传感器采集障碍物的存在的时间点及时间长度，从而建立起障碍物数据库，数据库根据障碍物的产生的地点、频率等，并设定一个障碍物出现的阈值，某一段的障碍物出现的次数多于或少于设定的阈值时，AGV小车行进至该路段时，控制单元控制小车的速度，以确保障碍物能够顺利通过，避免产生冲突，确保整个AGV系统的有效运行。
【附图说明】
[0024]图1是AGV小车行驶的控制系统的逻辑框图；
[0025]图2是AGV小车行驶的电子地图示意图；
[0026]图3是两辆AGV小车同向而行的状态示意图；
[0027]图4是多辆AGV小车在同一时刻到达同一个路口的状态示意图；
[0028]图5是AGV小车运行的路径上出现了不移动的障碍物的状态示意图；
[0029]图6是AGV小车的混合式控制结构图；
[0030]图7是AGV小车的体系结构图；
[0031 ]图8是AGV小车的中央集权与分开自制模式相结合的控制结构图。
【具体实施方式】
[0032]结合图1至图8，对本发明作进一步地说明:
[0033]首先针对AGV小车行驶的控制方法，进行详细的阐述:
[0034]AGV小车行驶的控制方法，方法包括如下步骤:
[0035]a)、建立AGV小车10在磁轨道上行走的电子地图，确定小车当前的位置；
[0036]b)、在AGV小车10上设置用于探测障碍物的传感器20，并记录传感器20检测到障碍物的时间点tl;所述障碍物主要为仓库内可移动的行人或者物品，可移动的障碍物在AGV小车10运行的磁轨道上穿行。
[0037]C)、当AGV小车10上的传感器20检测到障碍物离开时，并记录传感器20检测到障碍物离开的时间点t2，计算障碍物的存在时间D = t2-tl;
[0038]d)、记录某一路段L上且在一段时间TD出现障碍物的次数Ct、AGV小车10在该段时间TD内经过该路段L的次数C，计算AGV小车10出现障碍物的总时长T，设定该路段出现障碍物的频率阈值Pf;上述障碍物在整个仓库内所有的路段上，遭遇障碍物的时间分别为D1、D2、D3……，则AGV小车1出现障碍物的总时长T = DI +D2+D3……。
[0039]贝Ij，该路段L出现故障的概率P= Ct/C;该路段L出现障碍物的平均时长为Ta = T/Ct，
[0040]当P多Pf时，则预测在该时间段TD内及该路段L会出现障碍物，控制单元30发出控制指令至AGV小车1，并调节AGV小车1速度，使得AGV小车1执行减速指令；
[0041]当P彡Pf时，则预测在该时间段TD内及该路段L不会出现障碍物，AGV小车10按照正常速度行驶；
[0042]当P = O时，AGV小车10正常行驶。
[0043]结合图2所示，让AGV小车10在磁轨道上正常行驶，利用AGV小车10自动生成的电子地图，AGV小车1上自带的坐标定位装置能够判断AGV小车1所在的位置，AGV小车1生成的电子地图，能够判断AGV小车10具体在那条路径上行驶，然后让AGV小车10在磁轨道上运行，利用传感器采集障碍物的信号及障碍物的离开信号，并利用AGV小车10上自带的记录仪记录障碍物存在的时间点及时间长度，从而建立起障碍物数据库，数据库根据障碍物的产生的地点、频率等，并设定一个障碍物出现的频率阈值Pf，某一段的障碍物出现的次数多于或少于设定的频率阈值Pf时，AGV小车10行进至该路段时，控制单元30控制AGV小车10的速度，以确保障碍物能够顺利通过，避免产生冲突，确保整个AGV小车10位于仓库内能够稳定运行；
[0044]上述的障碍物可能是直线行驶的AGV小车10本身，也有可能是在磁导轨上的穿行的行人或者物品，或者是在多辆AGV小车1位于十字路口位置处产生的冲突；
[0045]结合图3，为两辆AGV小车10同向而行，但是位于后方的AGV小车10的速度大于前方的AGV小车10，因此在有限的时间内就会存在后方的AGV小车10追上前方的AGV小车10的情况，这种情况下后方的AGV小车10必须与前方的AGV小车10进行协商，或者前方的AGV小车10加快速度，或者后方的AGV小车10减慢速度，当速度调节不能满足无碰撞条件时，后方的AGV小车10只能选择停车等待，待情况允许后，再继续运行。这种情况下的实际运作方式是后方的AGV小车10首先广播运行受阻信息，位于同一路径上的前方AGV小车10收到信息后再与后方的AGV小车10进行点对点的协商；
[0046]结合图4，多辆AGV小车10在同一时刻到达同一个路口，发生争夺十字路口的情况，这种情况下AGV小车10会根据设定的策略进行协商，确定依次通过十字路口的顺序；
[0047]在特殊情况下，结合图5，AGV小车10原先规划要运行的路径上出现了不移动的障碍物，这个可能是外界环境中一个未知的物体，也可能是停止在那里不运行的其他AGV小车10；
[0048]如果AGV小车10能够提前判断某条路径上有障碍物，则需要通过路径规划算法避开那条路径段，如果无法避开，或者事先不知道存在这样的障碍，等到运行到此处时才通过传感器20发现障碍，则AGV小车10首先期望这是一辆停止的AGV小车10，广播遇到障碍信息，期望得到前方对象的回应，让其移动以释放路径段，如果通信没有结果，则AGV小车10只能选择停车等待，并且广播障碍无法处理的信息，并向上位机监控系统实时反馈这一情况，系统管理员及时发现异常情况，并进行相关的处理。
[0049 ]作为本发明的优选方案，当P多Pf时，控制单元30发出控制指令至AGV小车1，使得AGV小车10按照速度S = Scur*P*k行驶，其中Scur为AGV小车10在发现障碍物之前的行驶速度，k为比例系数；以使得AGV小车10行驶至障碍物附近时，障碍物已经离开AGV小车10行驶的路径。
[0050]当PSPf时，就是针对附图出现的情况，若传感器20检测出障碍物或者通过广播接收到前方路段拥堵，则按照P多Pf时的情况行驶。
[0051 ]下面针对AGV小车行驶的控制系统，进行详细的阐述:
[0052]系统包括用于控制各AGV小车10的中央控制单元40，中央控制单元40发出调度指令至各AGV小车10上的控制单元30，并控制AGV小车10的移动，AGV小车10上设置有用于探测障碍物的传感器20，传感器20采集的障碍物信号发送至控制单元30，控制单元30根据障碍信号进行判断，控制单元30发出控制指令控制AGV小车1的移动速度。
[0053]当遇到较为紧急的情况时，AGV小车10上设置有急停开关，所述急停开关用于控制AGV小车1的驱动机构的断电及通电，紧急开关可使得AGV小车1快速停车。
[0054]针对AGV小车10在装载托盘时碰到障碍物无法停止的问题，在AGV小车10的货叉中间增加一个限位开关，以保证AGV小车10装货、卸货的安全性。
[0055]上述的传感器20为红外障碍物探测器，使AGV小车10具有探测障碍物的功能探测。并且当AGV小车10在行驶过程中发生突发事件，发现障碍物时，使AGV小车10可减速停止，避免AGV小车1撞击障碍物，从而极大的提高了 AGV小车1行驶的安全性。
[0056]结合图6和图8所示，由于AGV在柔性制造系统中采用中央控制单元40对各个AGV小车10采用中央集权式控制，多机向中央控制单元40行多请求循环模式，导致调度系统产生死锁现象和系统负荷增加的缺陷。因此，控制模式采用中央集权和分开自制相结合的模式。
[0057]结合图7所示，中央控制单元40发布调度任务，各个AGV小车10具有自己的感知系统、通信系统、决策系统和执行系统，能够根据自己感知到的外界情况，包括各种传感器获得的环境信息以及与其他AGV小车10进行通信得到的信息，按照自己的决策系统，推断出下一步的动作。
[0058]因为系统中的每辆AGV小车10都能够自身进行计算、决策，故不需要中央控制单元40进行统一的计算、分析工作，所以系统通常采用分布式控制结构，将计算任务分摊到每辆AGV小车1身上，各辆AGV小车1之间可以进行点对点或者是点对多点的信息交互，而不需要经过中央路由的转发，因此通信负荷也被平均。
【主权项】
1.AGV小车行驶的控制方法，其特征在于:方法包括如下步骤: a)、建立AGV小车(10)在磁轨道上行走的电子地图，确定小车当前的位置； b)、在AGV小车(10)上设置用于探测障碍物的传感器(20)，并记录传感器(20)检测到障碍物的时间点tl; C)、当AGV小车(10)上的传感器(20)检测到障碍物离开时，并记录传感器(20)检测到障碍物离开的时间点t2，计算障碍物的存在时间D = t2-tl; d)、记录某一路段L上且在一段时间TD出现障碍物的次数Ct、AGV小车(10)在该段时间TD内经过该路段L的次数C，计算AGV小车(10)出现障碍物的总时长T，设定该路段出现障碍物的频率阈值Pf; 贝1J，该路段L出现故障的概率P = Ct/C;该路段L出现障碍物的平均时长为Ta = T/Ct，当P多Pf时，贝Ij预测在该时间段TD内及该路段L会出现障碍物，控制单元(30)发出控制指令至AGV小车(1)，并调节AGV小车(1)速度，使得AGV小车(1)执行减速指令； 当P彡Pf时，则预测在该时间段TD内及该路段L不会出现障碍物，AGV小车(10)按照正常速度行驶； 当P = O时，AGV小车(10)正常行驶。2.根据权利要求1所述的AGV小车行驶的控制方法，其特征在于:当P^=Pf时，控制单元(30)发出控制指令至AGV小车(10)，使得AGV小车(10)按照速度S = Scur*P*k行驶，其中Scur为AGV小车(10)在发现障碍物之前的行驶速度，k为比例系数；以使得AGV小车(10)行驶至障碍物附近时，障碍物已经离开AGV小车(10)行驶的路径。3.根据权利要求1或2所述的AGV小车行驶的控制方法，其特征在于:当PSPf时，若传感器(20)检测出障碍物或者通过广播接收到前方路段拥堵，则按照P多Pf时的情况行驶。4.AGV小车行驶的控制系统，其特征在于:系统包括用于控制各AGV小车(10)的中央控制单元(40)，中央控制单元(40)发出调度指令至各AGV小车(1)上的控制单元(30 )，并控制AGV小车(10)的移动，AGV小车(10)上设置有用于探测障碍物的传感器(20)，传感器(20)采集的障碍物信号发送至控制单元(30)，控制单元(30)根据障碍信号进行判断，控制单元(30)发出控制指令控制AGV小车(1)的移动速度。5.根据权利要求4所述的AGV小车行驶的控制系统，其特征在于:AGV小车(10)上设置有急停开关，所述急停开关用于控制AGV小车(10)的驱动机构的断电及通电。6.根据权利要求4所述的AGV小车行驶的控制系统，其特征在于:所述AGV小车(10)的货叉中间设有限位开关，限位开关用于控制AGV小车(10)的驱动机构的断电及通电。
【文档编号】G05D1/02GK105974925SQ201610571795
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】李红, 高琳琳
【申请人】合肥学院