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        AGV叉車軌跡跟蹤控制策略的思考

        2018-03-16 05:38:47李愛(ài)民
        時(shí)代農(nóng)機(jī) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:叉車攝像機(jī)坐標(biāo)系

        李愛(ài)民

        (江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 徐州 221116)

        1 AG V叉車特點(diǎn)

        AGV叉車速度傳感技術(shù),有助于AGV獨(dú)立行走的工業(yè)級(jí)導(dǎo)航定位模塊、高精度、高性價(jià)比、AGV叉車讓機(jī)器人走路更聰明。AGV車是工業(yè)機(jī)器人的精度、柔性、智能化的先進(jìn)技術(shù),應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā),先進(jìn)的制造技術(shù),通過(guò)檢測(cè)程序、控制部件、優(yōu)化整體、調(diào)度協(xié)同的實(shí)施,實(shí)施過(guò)程的管理和決策,促進(jìn)產(chǎn)量,提高質(zhì)量,降低成本,減少資源消耗和環(huán)境污染,是最高的體現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化水平。自動(dòng)導(dǎo)引車的7個(gè)特點(diǎn):

        (1)先進(jìn)性:AGV是一種集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、信息系統(tǒng)于一體的移動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人。它集成了科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)。AGV是工廠自動(dòng)化物流的標(biāo)志,具有較強(qiáng)的導(dǎo)向能力、較高的定位精度和良好的自動(dòng)駕駛性能。

        (2)靈活性:AGV可與各種生產(chǎn)線、裝配線、輸送線、平臺(tái)、貨架、操作點(diǎn)等快速組合。保證在工作對(duì)接多方位上實(shí)現(xiàn)與各個(gè)崗位工作對(duì)接,從而提高整體效率。它可以縮短物流周轉(zhuǎn)周期,縮短物料的過(guò)程時(shí)間,實(shí)現(xiàn)來(lái)料加工、物流與生產(chǎn)、成品與銷售之間的靈活應(yīng)對(duì),從而提高生產(chǎn)系統(tǒng)的效率。

        (3)獨(dú)立性:AGV可以在沒(méi)有其他系統(tǒng)支持的情況下完成一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)。

        (4)兼容性:AGV既能獨(dú)立工作,又能更好地與其他生產(chǎn)系統(tǒng)和控制管理系統(tǒng)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)兼容與相互適應(yīng)的工作內(nèi)容。

        (5)安全性:AGV作為一種自動(dòng)駕駛車輛,具有完善的安全防護(hù)能力,包括智能交通管理、安全避讓、多級(jí)報(bào)警、緊急制動(dòng)、故障報(bào)告等,在許多不適合人類工作的場(chǎng)合都

        能發(fā)揮獨(dú)特的作用。

        (6)示范:AGV代表先進(jìn)生產(chǎn)力,是企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志, AGV還可以促進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

        (7)i-so智能AGV搬運(yùn)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于電子制造、汽車、五金、物流、食品、制藥等。在工業(yè)自動(dòng)化和智能化領(lǐng)域表現(xiàn)出較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和技術(shù)能力。

        2 A G V叉車狀態(tài)提取

        AGV叉車狀態(tài)提是以AGV的視覺(jué)導(dǎo)航控制來(lái)進(jìn)行對(duì)于叉車路徑運(yùn)動(dòng)的嚴(yán)格跟蹤基礎(chǔ),也就是控制車輛的相對(duì)路徑狀態(tài)。AGV叉車相對(duì)路徑理想狀態(tài),是AGV叉車的軸線與路徑之間的重合軸線。上位機(jī)的控制指令是根據(jù)圖像信息確定車輛當(dāng)前相對(duì)路徑狀態(tài)而決定的。但是由于汽車的狀態(tài)的各自特殊性,上位機(jī)所給出的控制指令也有所不同。通過(guò)提取機(jī)器視覺(jué)中的控制量,從而控制確定AGV叉車相對(duì)路徑狀態(tài)指令。這對(duì)圖像的實(shí)時(shí)處理有很高的要求,簡(jiǎn)化圖像上的算法處理或采用更高速的CPU是現(xiàn)在目前提高圖像的實(shí)時(shí)性的主要途徑。但隨之而來(lái)的是整個(gè)系統(tǒng)的成本增加,因此簡(jiǎn)化的圖像自身才是提高實(shí)時(shí)性的有效手段,而不是算法的處理方式與在CPU上的速度提升。保證圖像處理效果為主,簡(jiǎn)化算法為輔,這種做法就必須提高圖像自身質(zhì)量,較高質(zhì)量的圖像可以在很大程度上減少圖像的預(yù)處理,從而提升圖像質(zhì)量為簡(jiǎn)化算法提供實(shí)時(shí)性。隨之而來(lái)的就是對(duì)攝像機(jī)提出了更高要求,攝像機(jī)是選擇測(cè)試填充功能的一部分,它的作用在于減少光照變化,簡(jiǎn)化圖像處理算法,提高提取控制精度。隨著相機(jī)填充功能的增加,CPU的高頻率運(yùn)行成本增加了很多,系統(tǒng)成本也沒(méi)有大幅度增加。為了描述AGV角度和偏移量的提取,圖像預(yù)處理和狀態(tài)提取是路徑圖像處理的兩個(gè)過(guò)程步驟。在相對(duì)簡(jiǎn)單的環(huán)境下,由于攝像機(jī)具有保證良好光照與圖像高質(zhì)量的特點(diǎn),自動(dòng)閾值二值化技術(shù)結(jié)合自動(dòng)閾值Canny邊緣檢測(cè)可以得到準(zhǔn)確地AGV數(shù)量。

        圖像坐標(biāo)系是提取的狀態(tài)量的主要量數(shù)來(lái)源。將二者轉(zhuǎn)換為世界坐標(biāo)系中的狀態(tài)量,通過(guò)攝像機(jī)坐標(biāo)標(biāo)定技術(shù)反映AGV叉車相對(duì)于紙帶的實(shí)際狀態(tài)。軸和角映射到世界坐標(biāo)系的軸路徑狀態(tài)的AGV叉車圖像坐標(biāo)系之間,其值沒(méi)有變化,所以不需要改變角度,但必須通過(guò)轉(zhuǎn)移價(jià)值到世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)標(biāo)定的作用是找出AGV叉車二軸點(diǎn)路徑軸的實(shí)際距離。

        3 基于軌跡控制的A G V控制

        AGV軌跡控制,是實(shí)現(xiàn)AGV叉車軌跡跟蹤過(guò)程中的平滑軌跡變化控制,避免出現(xiàn)轉(zhuǎn)向搖擺現(xiàn)象。當(dāng)更多的光電傳感器用于排隊(duì)時(shí),當(dāng)汽車的右傳感器通過(guò)“開(kāi)關(guān)模式”原理檢測(cè)紙帶時(shí),汽車就會(huì)轉(zhuǎn)向左側(cè)。當(dāng)左側(cè)傳感器檢測(cè)紙帶,車向右偏轉(zhuǎn)。兩個(gè)傳感器間距過(guò)大,因此汽車搖晃得厲害。縮短了左右傳感器間距,限制了AGV叉車速度減少并控制轉(zhuǎn)向擺動(dòng)現(xiàn)象,通過(guò)分析,可以得出一個(gè)結(jié)論:AGV叉車的瞬時(shí)速度轉(zhuǎn)向與叉車兩輪差速驅(qū)動(dòng)AGV平臺(tái)的瞬時(shí)速度方向是相同的。所以,AGV只能通過(guò)兩輪速度差來(lái)改變車速的方向和大小。

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