韓冰 李程 高海平

（一汽解放大連柴油機(jī)有限公司 遼寧省大連市 116600）

AGV自行小車會(huì)由多種信號(hào)引導(dǎo)，在我國(guó)當(dāng)前的郵政行業(yè)、物流行業(yè)內(nèi)已經(jīng)起到了關(guān)鍵性的作用，在裝備制造業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛，可大量減少人力資源投入，越來越多的制造型企業(yè)開始自主研究AGV 小車開發(fā)應(yīng)用。但是由于在整個(gè)區(qū)域內(nèi)AGV自行小車的數(shù)量較多，那么如果未能對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的調(diào)撥對(duì)預(yù)設(shè)路線合理調(diào)整，那么很可能出現(xiàn)空間上的碰撞問題，此時(shí)很容易導(dǎo)致小車系統(tǒng)的運(yùn)行性能嚴(yán)重下降。

1 AGV自行小車的開發(fā)要點(diǎn)與難點(diǎn)

1.1 開發(fā)要點(diǎn)

1.1.1 精準(zhǔn)度要點(diǎn)

精準(zhǔn)度要點(diǎn)中，要能夠保障在小車的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程，不會(huì)由于出現(xiàn)過大的控制和運(yùn)行方面的誤差，導(dǎo)致小車脫離原有的行進(jìn)路線，此外無論是受到激光引導(dǎo)還是受到電磁引導(dǎo)，運(yùn)動(dòng)過程所產(chǎn)生的誤差是不可避免，并且必然會(huì)產(chǎn)生累積效應(yīng)，因此可以說，小車本身必須要能夠形成針對(duì)誤差的自我調(diào)整機(jī)制，也就是說，AGV自行小車所建立的自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果只是使用傳統(tǒng)控制論下的相關(guān)控制系統(tǒng)，雖然能夠在很大程度上取得良好的控制能力，但是不具備針對(duì)誤差的是我清除工作，也就是不能形成數(shù)據(jù)的復(fù)位機(jī)制，這和小車在精準(zhǔn)度要點(diǎn)上的要求方面存在一定的不對(duì)接現(xiàn)象。

1.1.2 路徑化要點(diǎn)

AGV自行小車的運(yùn)行過程，要根據(jù)既定的工作路線進(jìn)行全方位的運(yùn)行，那么也就是說，所謂的路徑路徑化中，必須要能夠保持在整條路線的運(yùn)行過程中，保持全面的安全性和穩(wěn)定性，但是該過程中存在的一個(gè)要點(diǎn)是，如果每臺(tái)小車都按照既定的路線行進(jìn)，那么小車的路線之間很可能存在沖突，如何調(diào)整沖突，讓小車避免碰撞以及規(guī)避小車所攜帶的物品碰撞，是一個(gè)必須要解決的問題。因此可以說，路徑化要點(diǎn)主要集中在兩個(gè)方面，一個(gè)是路線控制的精準(zhǔn)性，要嚴(yán)格防止由于誤差無法消除以及路線的本身規(guī)劃問題出現(xiàn)小車碰撞問題，另一方面是要采用科學(xué)的方法防范掛載物品的沖突。

1.2 開發(fā)難點(diǎn)

1.2.1 復(fù)雜路線沖突

AGV自行小車的運(yùn)行區(qū)域之內(nèi)，通常小車的數(shù)量極多，并且每個(gè)小車的運(yùn)行路線雖然從表面上來看較為簡(jiǎn)單，但是如果多臺(tái)小車自主運(yùn)行時(shí)，那么路線控制的復(fù)雜度會(huì)呈指數(shù)倍數(shù)增加，而在如此復(fù)雜環(huán)境下，小車之間就很可能出現(xiàn)彼此上的沖突問題。另外一些小車所攜帶的物品還可能會(huì)通過掛載一個(gè)物品掛載裝置的模式傳輸，那么也就是說小車在空間上長(zhǎng)度增加，如果只是小車本體之間的防碰撞處理，很可能會(huì)導(dǎo)致小車和小車所攜帶的物品之間出現(xiàn)碰撞，此時(shí)也不利于整條路線的處理。

1.2.2 運(yùn)行狀態(tài)控制

AGV自行小車的主要問題是，要能夠攜帶相關(guān)的物品，并將這類物品運(yùn)輸?shù)剿O(shè)定的位置，也就是說，物品本身所具有的慣性，很容易會(huì)對(duì)小車的運(yùn)行狀態(tài)造成一定的影響，同時(shí)小車本身的制動(dòng)性能也要全面支持這類相關(guān)物品運(yùn)行狀態(tài)的合理調(diào)整，此時(shí)如果小車的運(yùn)行狀態(tài)難以控制，通常意味著其所攜帶的物品本身對(duì)小車施加了一個(gè)較大的外力，而小車本身如果能夠抵消這類負(fù)面干擾，那么就必須具備針對(duì)所有物品以及自身運(yùn)行狀態(tài)的有效調(diào)整工作機(jī)制，同時(shí)針對(duì)所有的運(yùn)行參數(shù)本身也必須要經(jīng)過合適的控制，因此可以認(rèn)為，復(fù)雜路線的沖突消除過程，也必須要依照運(yùn)行狀態(tài)的控制工作構(gòu)造[1]。

2 AGV自行小車的開發(fā)方案與思路

2.1 外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

AGV自行小車的開發(fā)方案建設(shè)過程中，針對(duì)外部結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)該小車本身的性能特點(diǎn)以及功能特點(diǎn)對(duì)其裝配，當(dāng)然外部從整體上來看，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好，因?yàn)楫?dāng)此時(shí)可以避免由于復(fù)雜空間參數(shù)對(duì)小車本身的位置定位系統(tǒng)造成誤判。此外對(duì)于小車的運(yùn)行狀態(tài)來說，基本上也必須要可以全面按照目前的系統(tǒng)運(yùn)行方法和運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)小車位置信號(hào)識(shí)別和信息的收集裝置，在得到了這類信息之后，要為后續(xù)的運(yùn)行方案調(diào)整過程幫助，因此可以說，該項(xiàng)工作本身必須要具備信息的良好反饋性能。

2.2 信號(hào)接入設(shè)計(jì)

信號(hào)的接入設(shè)計(jì)中，小車本身是否要具備信號(hào)的調(diào)整性能，實(shí)際上要根據(jù)被控制系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行設(shè)定，本文認(rèn)為在現(xiàn)代化的小車運(yùn)行過程，小車本身必須要具備信息的調(diào)整機(jī)制，同時(shí)所有小車的運(yùn)行中，要根據(jù)周邊物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的影響以及調(diào)度中心的影響，由調(diào)度中心自主根據(jù)所設(shè)定的程序以及小車之間的位置判斷，對(duì)所有的小車發(fā)射控制信號(hào)。同時(shí)在各類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用中，針對(duì)控制信道方面已經(jīng)可以滿足多輛小車的同時(shí)控制，所以只需要根據(jù)小車本身的信號(hào)的接收情況進(jìn)行搭配即可。

2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，主要是依托于小車系統(tǒng)本身所必須實(shí)現(xiàn)的處理情況以及必須要具備的荷載情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理性設(shè)計(jì)，要求在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，一方面要根據(jù)該系統(tǒng)的操作原則，以及內(nèi)部所有器件之間的運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)施的調(diào)整與整合，另一方面要根據(jù)內(nèi)部所有參數(shù)的具體控制方法，實(shí)現(xiàn)所有信息的綜合性協(xié)調(diào)，因此要求在獲得了所有的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案之后，要根據(jù)該系統(tǒng)當(dāng)前所具備的處理工作標(biāo)準(zhǔn)和處理工作依據(jù)，綜合實(shí)現(xiàn)針對(duì)各類傳動(dòng)系統(tǒng)中相關(guān)硬件的加入，同時(shí)針對(duì)系統(tǒng)的本身運(yùn)行狀態(tài)，也要受到軟件系統(tǒng)的控制[2]。

2.4 控制方案設(shè)計(jì)

在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，核心工作是要了解小車之間的常見交通沖突機(jī)制。十字路口和彎道路口是最容易發(fā)生沖突的區(qū)域，那么對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，沖突路線自然不可避免，那么就需要具備整個(gè)區(qū)域內(nèi)所有小車運(yùn)行方案的全面跟蹤，同時(shí)要了解當(dāng)前所有小車本身的位置信息并跟蹤。其中最簡(jiǎn)單的方法是，針對(duì)小車路線上很可能存在沖撞隱患的小車，要將其中一輛小車暫停，而另外一輛小車正常行駛，通過了暫停小車的位置之后，讓處于停止運(yùn)行狀態(tài)下的小車正常運(yùn)行，但是可以了解到，這一控制思路顯然不足以支持整個(gè)控制體系的科學(xué)建設(shè)，另外也很可能在設(shè)計(jì)過程中存在一些遺漏。比如一輛小車突然處于停止?fàn)顟B(tài)，而其后續(xù)的小車未能處于停止?fàn)顟B(tài)導(dǎo)致雙方追尾，那么一個(gè)最簡(jiǎn)單的方法是將整條路線上的小車都處于停止?fàn)顟B(tài)，但是這很可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域之內(nèi)更大范圍內(nèi)的交通擁堵，因此可以說，必須要對(duì)停止方案的具體調(diào)整方式以及工作節(jié)點(diǎn)規(guī)劃方案作出分析，而對(duì)工作方案做出合理的控制。

3 AGV自行小車的開發(fā)方法與制造

3.1 控制系統(tǒng)構(gòu)造

控制系統(tǒng)的過程中，本文的研究重點(diǎn)是如何依托于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)大范圍內(nèi)AGV自行小車控制方案的建設(shè)，可采用的方法是，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)針對(duì)所有小車運(yùn)行原理和方法位置的設(shè)定，當(dāng)然所有小車本身在功能方面和性能方面也可能存在差別。比如一些小車屬于直接承托的方式運(yùn)輸，另外一些小車屬于牽拉的方式運(yùn)輸貨物，小車在空間長(zhǎng)度上自然就發(fā)生了變化，因此在控制系統(tǒng)的構(gòu)造中，首先要記錄針對(duì)每臺(tái)小車本身的參數(shù)，要根據(jù)小車當(dāng)前的位置做出定位，定位過程中可采用RFID 芯片技術(shù)機(jī)制，及時(shí)跟蹤每臺(tái)小車當(dāng)前所處于的運(yùn)行位置，之后根據(jù)行駛位置以及信息發(fā)生碰撞的概率，為后續(xù)的運(yùn)行方案作出調(diào)整，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)整體建設(shè)的交通規(guī)劃方案進(jìn)行確定，比如對(duì)于十字路口可采用競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。

本文設(shè)定所有小車實(shí)際上是按照“轉(zhuǎn)彎讓直行、水平讓垂直”的思維建立，所謂的水平讓垂直，是指在空間搭配上，如圖中所示的結(jié)構(gòu)內(nèi)，水平方向的小車和垂直方向運(yùn)行上的小車如果存在沖突風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，那么水平方向上的小車處于停止或者降速運(yùn)行狀態(tài)，垂直方向上的小車通過該地點(diǎn)之后恢復(fù)原有速度，同時(shí)考慮到如果單純讓某一輛小車處于停止?fàn)顟B(tài)，而另一輛小車處于原有的運(yùn)行速度符狀態(tài)，由于之前小車之間通常速度較大，很可能會(huì)出現(xiàn)沖撞的風(fēng)險(xiǎn)，因此采取的方法是，針對(duì)整條路線上的小車都采用降速運(yùn)行機(jī)制，那么當(dāng)此時(shí)就存在一個(gè)問題，由于所有的小車都不處于完全停止?fàn)顟B(tài)，如何控制加速度以及制動(dòng)過程的運(yùn)行長(zhǎng)度、如何劃分自行小車之間的位置點(diǎn)以及減速線長(zhǎng)度就成為了研究的重點(diǎn)，此時(shí)需要調(diào)控制路線的作用機(jī)制做出合理的劃分[3]。

3.2 控制路線規(guī)劃

針對(duì)控制路線的規(guī)劃，主要是分析所以小車本身的運(yùn)行路線之間，是否會(huì)存在空間上的嚴(yán)重沖突問題，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在這類問題時(shí)，則可以對(duì)小車的定位精度及運(yùn)行原則進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。在上文的分析中可以發(fā)現(xiàn)，小車的運(yùn)行路線之間實(shí)際上很可以應(yīng)用于針對(duì)路線方面和小車運(yùn)行方案之間的協(xié)調(diào)，因此本文認(rèn)為，具體的系統(tǒng)過程，要能夠直接建立路線上的科學(xué)規(guī)劃?rùn)C(jī)制。比如對(duì)于某個(gè)小車行進(jìn)路線中的十字路口，自行小車的運(yùn)動(dòng)速度需要按照具體的控制原則，按照現(xiàn)有的運(yùn)行狀態(tài)，分析其在后續(xù)運(yùn)行過程中可能發(fā)生的沖撞，此時(shí)采取的方法是，在水平方向上運(yùn)行的小車處于逐漸性的減速狀態(tài)，此時(shí)如何減速以及減速過程的操作原則以及減速的時(shí)機(jī)，就需要根據(jù)小車之間的空間距離進(jìn)行劃定，可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的相公式進(jìn)行確定。而在整個(gè)系統(tǒng)的其他信息規(guī)劃中，針對(duì)各類可以發(fā)生的碰撞機(jī)制中，相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)造過程中，主要是通過系統(tǒng)的進(jìn)一步分析，研究按照現(xiàn)有的減速機(jī)制，能否確保這類小車之間不會(huì)發(fā)生沖突，那么就需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上調(diào)整整條路線上的小車，分析是否需要以更大的加速度數(shù)值減慢速度。

3.3 運(yùn)行方案確定

運(yùn)行方案的確定中，需要根據(jù)當(dāng)前整個(gè)系統(tǒng)中的各類信息反饋回的所有數(shù)據(jù)以及取得到的監(jiān)控機(jī)制，全面分析在這一信息的處理工作時(shí)間段內(nèi)，針對(duì)所有自行小車運(yùn)行狀態(tài)的信息收集、監(jiān)管和后續(xù)工作方案的控制，此外在取得了各類專項(xiàng)的控制結(jié)果信息之后，也都要必須可以根據(jù)當(dāng)前所能夠取得的所有信息調(diào)整工作方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)于每個(gè)小車在工作過程中相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)簽的全面跟蹤和實(shí)用，并且在得到了這類處理信息和處理工作結(jié)果之后，才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于該系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間跟蹤，以確定每臺(tái)小車當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，從而在得到了所有的分析結(jié)果之后，才可以確保該系統(tǒng)的調(diào)整工作方案中并不存在問題[4]。

3.4 信息節(jié)點(diǎn)設(shè)定

在小車控制信息節(jié)點(diǎn)的設(shè)定中，主要是分析各個(gè)小車在當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)下，是否會(huì)在今后一段時(shí)間點(diǎn)上到達(dá)沖突節(jié)點(diǎn)，如果發(fā)現(xiàn)存在該風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則需要對(duì)這類沖突節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行考量，并且要控制相對(duì)應(yīng)控制狀態(tài)和控制體系下的小車的本身運(yùn)行機(jī)制和運(yùn)行思路，因此可以說，在每個(gè)信息節(jié)點(diǎn)中，通常情況下是在路線上會(huì)發(fā)生碰撞問題的沖突點(diǎn)，并且要直接根據(jù)該沖突點(diǎn)中的各類信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)于所有信息的調(diào)整與監(jiān)管，并且要能夠自主實(shí)現(xiàn)針對(duì)所有小車的控制，實(shí)現(xiàn)針對(duì)所有信息的分析和調(diào)整工作手段精準(zhǔn)使用。

4 結(jié)論

綜上所述，AGV自行小車的控制過程中，主要的重點(diǎn)和難點(diǎn)包括誤差的調(diào)整、信息的設(shè)定、空間沖突的處理等，在具體設(shè)計(jì)過程，主要是通過對(duì)于控制技術(shù)的應(yīng)用，尤其是依托于物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)管，同時(shí)劃分運(yùn)行機(jī)制，以消除小車在運(yùn)行過程中可能存在的空間上沖突。