一种复合型磁带电磁AGV导引系统装置及方法与流程

本发明涉及agv导引定位装置技术领域，尤其涉及一种复合型磁带电磁agv导引系统装置及方法。

背景技术：

电磁导引是一种较为传统的agv导引方式，通过预先在agv的行驶路径上埋设金属导线，并加载特定频率的交变电流，使导线周围产生固定频率的交变磁场。电磁导引传感器利用电磁感应原理，检测特定频率的交变导引磁场强度，经处理后作为agv车辆导引依据实现行走姿态控制。导引线通常布置于地坪以下，不易受到污损，并且有较强的抗压特性，特别适合于重载agv的导引。电磁导引的缺点是改变或扩充路径较为麻烦，并且由于电磁场的能量很容易被金属吸收，因此抗金属性较差，并不适合在金属地坪环境下布置。

磁带导引是一种较为流行的agv导引方式，它通过预先在agv的行驶路径上布置导引磁条或其他永磁介质。磁带导引传感器通过检测恒定的磁场强度，作为agv导引依据实现导引。虽然导引磁带也需要预先布置，但相较于电磁导引，改变和扩充路径相对简单。磁带导引传感器核心器件原理简单可靠，生产和维护成本低。但磁带抗压性较差，并且不易布置于地坪以下，不适合于重载agv的导引。导引磁带作为无源型磁介质，磁场强度会随时间慢慢变弱，更换需要一定的成本。

现有agv的导引方式虽然多样，但通常导引传感器的适用范围比较单一，并不能综合的有效发挥各种导引的优势。而在现有的导引方式中，磁带导引技术与电磁导引技术较为相近，而在各自的适用范围内又有各自的优势。本发明针对上述问题，发明了一种复合型的磁带电磁agv导引装置，该装置能实时无缝切换导引方式，根据不同需求动态的选择导引方式以实现agv车辆的动态导引。

技术实现要素：

为了解决传统agv导引定位技术中存在的缺点与限制，而提出的一种复合型的磁带电磁agv导引装置，使agv在导引定位中具有路径规划简单方便，系统灵活可靠，避免复杂工程施工问题。本发明是这样实现的：一种复合型磁带电磁agv导引系统装置，包括电磁导引机构(1)，磁带导引机构(2)，通讯总线(3)，所述电磁导引机构(1)通过通讯总线(3)和磁带导引机构(2)相互连接；

所述电磁导引机构(1)用于获取导引电磁磁场信号、根据电磁磁场信号导引agv车体运行，并能够根据信号模式指令选择在电磁导引和磁带导引之间进行导引模式切换，通过通讯总线(3)调用电磁导引机构(1)或磁带导引机构(2)作为agv车辆的当前导引模式；

所述磁带导引机构(2)用于获取导引磁场信号，根据导引磁场信号导引agv车体运行。

进一步的，所述电磁导引机构(1)包括：

电感线圈模块(11)，用于获取导引电磁磁场信号，并传输至主cpu模块(12)；

主cpu模块(12)，用于处理导引电磁磁场信号并控制agv车辆的导引行走路线，且用于连接信号选择模块(13)进行信号切换控制；

信号选择模块(13)，连接至主cpu模块(12)，用于接收并传递用于切换、选择引导方式的信号模式指令；

信号输出模块(14)，连接至主cpu模块(12)，用于将当前agv车辆所执行的引导方式及导引行走路线信息传输至上位计算机；

状态指示模块(15)，连接至主cpu模块(12)，用于显示当前agv车辆所执行的导引方式类型；

电磁导引存储模块(16)，连接至主cpu模块(12)，用于存储电磁导引的参数及运行信息；

第一总线接口模块(17)，连接至主cpu模块(12)和通讯总线(3)，用于实现与磁带导引机构(2)之间的通信连接。

进一步的，所述磁带导引机构(2)包括：

霍尔器件(21)，用于检测恒定的磁场强度获取导引磁场信号并输送至次cpu模块(22)；

次cpu模块(22)，用于处理导引磁场信号并控制agv车辆的导引行走路线；

磁带导引存储模块(23)，连接至次cpu模块(22)，用于存储磁带导引的参数及运行信息；

第二总线接口模块(24)，连接次cpu模块(22)和通讯总线(3)，用于实现与电磁导引机构(1)之间的通信连接。

进一步的，所述主cpu模块(12)还用于将导引电磁磁场信号经放大和滤波处理得所述导引行走路线信息，所述导引行走路线信为当前agv车辆的位置参数信息。

进一步的，所述信号选择模块(13)、主cpu模块(12)还用于：当信号选择模块(13)收到的信号模式指令为电磁信号类型时，将电磁信号类型的信号模式指令传输至主cpu模块(12)，由主cpu模块(12)将处理导引电磁磁场信号得到的电磁引导数据用于控制agv车辆的导引行走路线，并将引导数据传输至信号输出模块(14)，通过信号输出模块(14)发至上位计算机；

当信号选择模块(13)收到的信号模式指令为磁带信号类型时，主cpu模块(12)通过通讯总线与次cpu模块(22)进行实时通讯，通过次cpu对agv车体进行运行控制，并将经磁带导引数据信号处理后的磁带导引数据中获取agv车辆偏移位置参数，将agv车辆偏移位置参数通过信号输出模块(14)发至上位计算机。

进一步的，所述所述电磁导引机构(1)还包括：电源模块，用于对主cpu模块(12)和其余模块供电。

进一步的，所述所述磁带导引机构(2)还包括：电源模块，用于对次cpu模块(22)和其余模块供电。

本发明的另一方面，提供了一种复合型磁带电磁agv导引方法，包括以下步骤：

s1、启动复合型磁带电磁agv导引系统装置，由信号输出模块将当前agv车辆所处位置信息传输至上位计算机；

s2、上位计算机获取agv车辆所处位置信息并判断当前agv车辆所处路段所对应的导引方式的信号类型，并将该导引方式的信号类型所对应的信号模式指令传输至信号选择模块；

s3、信号选择模块接收到相应的信号模式指令，并将其传输至主cpu模块，主cpu模块进行信号切换或维持的控制，选择电磁导引机构或磁带导引机构作为当前agv车辆的控制机构，并由信号输出模块将当前agv车辆所处位置信息实时上传上位计算机；

s4、当上位计算机监控到agv车辆进入电磁或磁带导引方式类型的区域后，将当前agv车辆所处路段所对应的导引方式的信号类型所对应的信号模式指令传输至信号选择模块。

进一步的，步骤s3中所述的主cpu模块进行信号切换或维持的控制，选择电磁导引机构或磁带导引机构作为当前agv车辆的控制机构的步骤，包括：

当主cpu模块接收到的信号模式指令为电磁导引信号类型时，通过电感线圈模块获取导引电磁磁场信号，并回传主cpu模块，根据导引电磁磁场信号控制agv车辆在电磁感应引导模式下运行，通过信号输出模块将当前agv车辆所执行的引导方式及导引行走路线信息传输至上位计算机；

当主cpu模块接收到的信号模式指令为磁带导引信号类型时，通过霍尔器件获取导引磁场信号，并回传次cpu模块，根据导引磁场信号控制agv车辆在磁带感应引导模式下运行，并将磁带导引数据信号所记载的agv车辆偏移位置参数通过通讯总线传输至主cpu模块，再通过信号输出模块将当前agv车辆所执行的引导方式及导引行走路线信息传输至上位计算机。

本发明的工作原理及有益效果介绍：本发明通过创新式的将电磁、磁带两种导引方式类型复合在同一套装置内，并配上智能先进的算法控制，使之既能满足应用于电磁磁场导引模式下，也能应用于磁带磁场导引的模式下，或者满足同时使用两种导引模式的环境下，由上位计算机预先设计好行驶路径过程中相对应的导引类型，既可通过上位计算机对本发明作出切换导引类型的控制，或通过内置的程序使其自动针对需求作出导引类型的切换，使得agv车辆能在更加复杂的环境下顺利运行，于相应的环境下，选择最显优势的导引方式作为首先，加强了对于复杂环境的适用范围，保障了在复杂环境下，不同导引方式的无缝实时切换功能，实现更加高效、易用的agv车辆动态导引。

附图说明

图1为本发明的复合型磁带电磁agv导引系统装置内部结构图；

图2为本发明的复合型磁带电磁agv导引系统装置结构示意图；

图3为本发明一种复合型磁带电磁agv导引方法的步骤流程图；

其中：1电磁导引机构，2磁带导引机构，3通讯总线、11电感线圈模块、12主cpu模块、13信号选择模块、14信号输出模块、15状态指示模块、16电磁导引存储模块、17第一总线接口模块、21霍尔器件、22次cpu模块、23磁带导引存储模块、24第二总线接口模块。

具体实施例

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明中所述的信号模式指令，为行业内常用的信号发送、接收方式，电感线圈模块、霍尔器件等均为现有元器件，其通信传输方式均为现有技术，agv车辆的运行方式也为常规手段，本实施例中对于现有技术不再作过多的描述，仅对本发明提供的发明构思部分作出描述。

实施例1：如图1、图2所示，一种复合型磁带电磁agv导引系统装置，包括电磁导引机构1，磁带导引机构2，通讯总线3，所述电磁导引机构1通过通讯总线3和磁带导引机构2相互连接；所述电磁导引机构1用于获取导引电磁磁场信号、根据电磁磁场信号导引agv车体运行，并能够根据信号模式指令选择在电磁导引和磁带导引之间进行导引模式切换，通过通讯总线3调用电磁导引机构1或磁带导引机构2作为agv车辆的当前导引模式；所述磁带导引机构2用于获取导引磁场信号，根据导引磁场信号导引agv车体运行。电磁导引机构1包括：电感线圈模块11，用于获取导引电磁磁场信号，并传输至主cpu模块12；主cpu模块12，用于处理导引电磁磁场信号并控制agv车辆的导引行走路线，且用于连接信号选择模块13进行信号切换控制；信号选择模块13，连接至主cpu模块12，用于接收并传递用于切换、选择引导方式的信号模式指令；信号输出模块14，连接至主cpu模块12，用于将当前agv车辆所执行的引导方式及导引行走路线信息传输至上位计算机；状态指示模块15，连接至主cpu模块12，用于显示当前agv车辆所执行的导引方式类型；电磁导引存储模块16，连接至主cpu模块12，用于存储电磁导引的参数及运行信息；第一总线接口模块17，连接至主cpu模块12和通讯总线3，用于实现与磁带导引机构2之间的通信连接；磁带导引机构2包括：霍尔器件21，用于检测恒定的磁场强度获取导引磁场信号并输送至次cpu模块22；次cpu模块22，用于处理导引磁场信号并控制agv车辆的导引行走路线；磁带导引存储模块23，连接至次cpu模块22，用于存储磁带导引的参数及运行信息；第二总线接口模块24，连接次cpu模块22和通讯总线3，用于实现与电磁导引机构1之间的通信连接。

实际使用时，电磁导引机构1通过通讯总线3和磁带导引机构2相互连接，相互可以传输数据信息，主要用于由磁带导引机构2向电磁导引机构1传输数据；在需要avg车辆运行的路径环境中预设各个路段所对应的导引方式类型硬件布置，按照事先设计的路径分布和选用的导引方式类型进行设置，并将相应的数据编程存入上位计算机中进行相关配置，当agv车辆搭载本发明的系统装置在路径上行驶时，上位计算机对其的位置参数实时接收，并对agv车辆所在的位置实时监控，当agv车辆进入以电磁感应作为导引方式的路段时，上位计算机立即发送以电磁感应作为当前导引方式类型的信号模式指令至信号选择模块13，信号选择模块13接受到信号后，主cpu模块12选择以电磁导引机构作为当前的行驶执行机构，此时，由电感线圈模块11获取导引电磁磁场信号，并传输至主cpu模块12处理导引电磁磁场信号并控制agv车辆的导引行走路线，并将引导数据传输至信号输出模块14，通过信号输出模块14发至上位计算机；该过程中，主cpu模块12将导引电磁磁场信号经放大和滤波处理得所述导引行走路线信息，所述导引行走路线信为当前agv车辆的位置参数信息。当agv车辆行驶完电磁感应路段，进入磁带导引路径时，上位计算机立即发送以磁带感应作为当前导引方式类型的信号模式指令至信号选择模块13，信号选择模块13接受到信号后，主cpu模块12选择以通过通讯总线获取次cpu模块22的数据信息，并以磁带导引机构2作为当前的行驶执行机构，此时，霍尔器件21检测恒定的磁场强度获取导引磁场信号并输送至次cpu模块22，次cpu模块22处理导引磁场信号并控制agv车辆的导引行走路线，通过次cpu对agv车体进行运行控制，并将经磁带导引数据信号处理后的磁带导引数据中获取agv车辆偏移位置参数，将agv车辆偏移位置参数通过信号输出模块14发至上位计算机，从而完成引导方式类型的切换，使得agv车辆连续平滑的进入磁带导引模式路段继续行驶。若agv车辆完成磁带导引路径，需要进入电磁导引路径时，重复上述过程，切换至主cpu模块12，以电磁导引机构1为当前行驶执行机构。其中，位置参数信息具体指agv车辆于预设路径中所在的坐标位置信息，即其当前相对于路径地图中所在的实时位置信息。

优选地，当agv车辆进入复合型导引模式区域内，即既有电磁导引又有磁带导引的路段时，本系统装置可以安装上位计算机发出的指令选择相应的导引模式作为当前的导引类型，或由本系统装置存储模块中预设的信息选用默认的引导类型模式，例如，当agv车辆进入复合型导引模式区域内时，主cpu模块12不切换导引模式，保持当前的导引类型模式继续运行。

实施例2：

一种复合型磁带电磁agv导引方法，如图3所示，包括以下步骤：

s1、启动复合型磁带电磁agv导引系统装置，由信号输出模块将当前agv车辆所处位置信息传输至上位计算机；

s2、上位计算机获取agv车辆所处位置信息并判断当前agv车辆所处路段所对应的导引方式的信号类型，并将该导引方式的信号类型所对应的信号模式指令传输至信号选择模块；

s3、信号选择模块接收到相应的信号模式指令，并将其传输至主cpu模块，主cpu模块进行信号切换或维持的控制，选择电磁导引机构或磁带导引机构作为当前agv车辆的控制机构，并由信号输出模块将当前agv车辆所处位置信息实时上传上位计算机；

s4、当上位计算机监控到agv车辆进入电磁或磁带导引方式类型的区域后，将当前agv车辆所处路段所对应的导引方式的信号类型所对应的信号模式指令传输至信号选择模块。

优选地，步骤s3中所述的主cpu模块进行信号切换或维持的控制，选择电磁导引机构或磁带导引机构作为当前agv车辆的控制机构的步骤，包括：当主cpu模块接收到的信号模式指令为电磁导引信号类型时，通过电感线圈模块获取导引电磁磁场信号，并回传主cpu模块，根据导引电磁磁场信号控制agv车辆在电磁感应引导模式下运行，通过信号输出模块将当前agv车辆所执行的引导方式及导引行走路线信息传输至上位计算机；当主cpu模块接收到的信号模式指令为磁带导引信号类型时，通过霍尔器件获取导引磁场信号，并回传次cpu模块，根据导引磁场信号控制agv车辆在磁带感应引导模式下运行，并将磁带导引数据信号所记载的agv车辆偏移位置参数通过通讯总线传输至主cpu模块，再通过信号输出模块将当前agv车辆所执行的引导方式及导引行走路线信息传输至上位计算机。

主cpu模块对导引电磁磁场信号通过计算后得引导数据，并将引导数据通过信号输出模块发至上位计算机，完成agv车辆的调度和控制，并将引导方式类型输送至状态指示模块；当信号选择模块的状态为磁带信号时，主cpu模块对和次cpu模块通过通讯总线进行实时通讯，获取经过处理后的磁带导引数据信号所记载的agv车辆偏移位置参数，并通过信号输出模块输出控制信号，并更新状态指示模块的数据类型。状态指示模块为led灯组，不同的导引模式对应不同颜色的led灯，以亮灭作为启动与否的标志，方便操作人员准确识别确认其当前的导引方式类型。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。