一种基于视觉导航的AGV控制系统的制作方法

本发明属于avg控制系统技术领域，具体涉及一种视觉导航的agv控制系统。

背景技术：

随着工业化的不断发展，自动化生产已成为现有的主流生产模式。倘若生产物流自动化水平低，则会直接导致生产过程连续性、节奏性、比例性和经济性表现差。自动导引车辆(automatedguidedvehicle，agv)是一种沿导航路线搬运被装载物品的设备，其适应性好、柔韧程度高、可靠性好、可实现生产和搬运功能的集成化和自动化。对于实用型的agv来说，其导航路径跟踪的准确性、平稳性和对偏差纠正的快速性是体现它的性能的重要指标。为保证agv按照给定路径平稳快速的行驶，需要对agv控制系统的软件和硬件系统进行设计与开发。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种基于视觉导航的agv控制系统，将agv控制系统按照实现的功能模块化，对各个模块进行硬件设计和开发，使它们之间能够实现协调工作，能够精确地给出agv按期望路径行驶时的控制信号，大大提高了agv的可控性。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于视觉导航的agv控制系统，包括用于供电的电源，还包括：

摄像头，所述摄像头用于采集地面铺设的标示线；

上位机，所述上位机用于安装在agv上，所述上位机内设有图像采集卡，所述图像采集卡的输入端与摄像头的输出端相连，用于接收所述摄像头采集到的地面铺设的标示线，并基于所述地面铺设的标示线生成agv运行轨迹；

控制器，所述控制器与上位机之间相连，接收上位机发送的agv运行轨迹；

转向测控模块，所述转向测控模块包括转角测量单元和转向机构控制模块；所述转角测量单元的输出端与控制器的输入端相连，用于将agv后轮的角度信号发送给控制器；所述转向机构控制模块的输入端与控制器相连，控制器根据接收到的agv运行轨迹和agv后轮的角度信号发送转向控制信号给转向机构控制模块，所述转向机构控制模块的输出端连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机用于与所述agv的后轮相连；

驱动测控模块，所述驱动测控模块包括速度控制器和驱动机构控制模块；所述速度控制器的输入端与控制器相连，其输出端与所述驱动机构控制模块的控制端相连；所述驱动机构控制模块的输出端连接有第二驱动电机，用于根据接收到的速度控制信号控制所述第二驱动电机的运行速度；所述第二驱动电机用于驱动agv的前轮。

优选地，所述基于视觉导航的agv控制系统还包括手动测控模块，所述手动测试模块的输出端与所述控制器的输入端相连，其包括左转功能键、右转功能键、启动到速度一挡功能键、启动到速度二挡功能键，各功能键分别与所述控制器的i/o口相连。

优选地，所述基于视觉导航的agv控制系统还包括避障测控模块，所述避障测控模块为障碍物检测传感器，其输出端与所述控制器的输入端相连。

优选地，所述障碍物检测传感器为超声波传感器或者红外传感器，当所述避障测控模块检测到障碍物后，控制器发送制动信号给驱动测控模块，实现紧急停车。

优选地，所述基于视觉导航的agv控制系统还包括状态显示模块，所述状态显示模块的输入端与所述控制器的输出端相连。

优选地，所述基于视觉导航的agv控制系统还包括语音报警模块，所述语音报警模块的控制端与所述控制器的输出端相连，用于实现语音报警。

优选地，所述控制器为pic18f452芯片；所述摄像头为ccd摄像头。

优选地，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为步进电机。

优选地，所述上位机与控制器之间通过rs232串口相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提出的基于视觉导航的agv控制系统，能够比较精确地给出agv按期望路径行驶时的控制信号，控制效果良好。

附图说明

图1为本发明一种实施例的基于视觉导航的agv控制系统的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的基于视觉导航的agv控制系统的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种基于视觉导航的agv控制系统，包括：

用于供电的电源模块；在本发明实施例的的一种具体实施方式中，所述电源模块包括蓄电池、逆变器、变压器和充电设备等，用于为整个基于视觉导航的agv控制系统供电；

摄像头，所述摄像头用于采集地面铺设的标示线，优选地，所述摄像头为ccd摄像头；

上位机，所述上位机用于安装在agv上，所述上位机内设有图像采集卡，所述图像采集卡的输入端与摄像头的输出端相连，用于接收所述摄像头采集到的地面铺设的标示线，并基于所述地面铺设的标示线生成agv运行轨迹；进一步地，所述上位机内设有串口扩展卡；所述上位机还用于进行人机界面和控制器参数设置；

控制器，所述控制器的串口通过线缆与所述上位机中的串口扩展卡通过线缆相连，接收上位机发送的agv运行轨迹；优选地，所述上位机与控制器之间通过rs232串口相连，实现双向通信；在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述控制器为pic18f452芯片；

转向测控模块，所述转向测控模块包括转角测量单元和转向机构控制模块；所述转角测量单元用于实时检测agv后轮的角度，其输出端与控制器的输入端相连，用于将agv后轮的角度信号发送给控制器，作为下一次控制的依据；所述转向机构控制模块的输入端与控制器相连，控制器根据接收到的agv运行轨迹和agv后轮的角度信号发送转向控制信号给转向机构控制模块，所述转向机构控制模块的输出端连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机用于与所述agv的后轮相连，从而完成对agv后轮的转向控制；如图2所示，所述转向测控模块的具体工作过程为：

驱动测控模块，所述驱动测控模块包括速度控制器和驱动机构控制模块；所述速度控制器的输入端与所述控制器相连，其输出端与所述驱动机构控制模块的控制端相连，用于输出速度控制信号至驱动机构控制模块；所述驱动机构控制模块的输出端连接有第二驱动电机相连，用于根据接收到的速度控制信号控制所述第二驱动电机的运行速度；所述第二驱动电机用于驱动agv的前轮，提供动力源，从而完成对agv前轮的驱动控制，实现agv的启停控制，在实际应用过程中，所述驱动测控模块可以实现基于电阻调节和电压调节两种调速方式，灵活调速；

状态显示模块，所述状态显示模块的输入端与所述控制器的输出端相连，用于进行agc的状态显示；在本发明实施例的优选实施方式中，所述状态显示模块为触控显示器；

语音报警模块，所述语音报警模块的控制端与所述控制器的输出端相连，用于实现语音报警；在本发明实施例的优选实施方式中，所述语音报警模块为声光报警器；

手动测控模块，所述手动测试模块的输出端与所述控制器的输入端相连，其包括左转功能键、右转功能键、启动到速度一挡功能键、启动到速度二挡功能键，各功能键分别与所述控制器的i/o口相连。实现了手动操作，方便于测试、紧急情况和突发事件发生时做处理，接受按键信号，实现启停、调速及转向控。

如图2所示，本发明的基于视觉导航的agv控制系统的工作过程具体为：

(1)对所述基于视觉导航的agv控制系统进行上电复位，并进行初始化；

(2)运行rs232串口通信控制程序；

(3)上位机接收摄像头发送的地面铺设的标示线，并发送至控制器(即图2中所示的接收数据)；

(4)利用转角测量单元实时检测agv后轮的角度，并发送至控制器；(即图2中所示的运行转角采集程序)

(5)利用手动测控模块输出控制信号至控制器(即图2中所示的运行手动控制程序)；

(6)控制器根据接收到的速度控制信号控制驱动机构控制模块，以实现对agv前轮的驱动控制；并根据接收到的agv运行轨迹和agv后轮的角度信号发送转向控制信号给转向机构控制模块，所述转向机构控制模块的输出端连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机用于与所述agv的后轮相连，从而完成对agv后轮的转向控制。(即图2中所示的速度调节和转角调节)。

实施例2

本发明实施例与实施例1的区别在于：所述基于视觉导航的agv控制系统还避障测控模块，所述避障测控模块为障碍物检测传感器，其输出端与所述控制器的输入端相连，所述障碍物检测传感器为超声波传感器或者红外传感器，当所述避障测控模块检测到障碍物后，控制器发送制动信号给驱动测控模块，用于实现紧急停车，防止碰撞。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。