AGV是調(diào)度和配送離散型物流系統(tǒng)的核心設備,廣泛應用于物流和自動化領域。本課題基于項目需求,分析并采用了先進的激光導引作為AGV的導引方式,嵌入式軟PLC作為車載主控制器。針對激光導引AGV系統(tǒng)中通訊與遠程地面監(jiān)控問題,本文進行了以下幾個方面的研究。首先,完成系統(tǒng)總體方案設計:針對系統(tǒng)通訊壓力大的問題,提出增設車載通訊系統(tǒng)的方案并對AGV系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)進行了分析;針對系統(tǒng)遠程通訊的需求,對比了常用無線通訊技術,選擇802.11g標準進行系統(tǒng)無線局域網(wǎng)的架設;設計了AGV系統(tǒng)總體工作流程。然后,完成車載通訊系統(tǒng)設計:針對三種通信對象的通訊需求,分別設計了詳細的通訊協(xié)議、指令集、信息編碼結(jié)構(gòu)形;采用多線程與自動鎖技術實現(xiàn)系統(tǒng)多目標并行通訊;基于非阻塞式Socket通訊技術實現(xiàn)車載通訊系統(tǒng)與激光頭以及地面控制系統(tǒng)的通訊;基于ADS通訊協(xié)議實現(xiàn)車載通訊系統(tǒng)對PLC內(nèi)變量的讀寫;并采用C++和QT編程語言完成對系統(tǒng)各個模塊的開發(fā)。其次,完成地面控制系統(tǒng)的部分模塊設計:采用多線程掃描與事件通知的方式實現(xiàn)監(jiān)控管理功能;設計了車輛與訂單對象的屬性結(jié)構(gòu),分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程,通過建立各種狀態(tài)的隊列容器完成對訂單與車輛的管理;系統(tǒng)電子地圖基于拓補建模法設計建模,并增加切入角與終止角的概念,提高AGV工作與行走的平滑性;利用Xml技術自定義標記的特性實現(xiàn)對電子地圖的增、刪、改、查。最后,結(jié)合課題組開發(fā)的AGV其它單元模塊,搭建實驗平臺,設計實驗方案,進行現(xiàn)場測試,驗證本文研究成果的可行性,實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)各單元間能夠正常有效通訊,AGV能按訂單規(guī)劃路徑正常作業(yè),并實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
【學位單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP23
【部分圖文】：

圖 1.1AGV 自動運輸系統(tǒng)應用目前，以 AGV 的復雜程度為區(qū)分條件，可以將 AGV 自動運輸系統(tǒng)簡單分為兩種：第一種以德國、美國等為代表，是高度自動化的 AGV 技術，該類 AGV 具備相對復雜環(huán)境下路徑規(guī)劃與訂單執(zhí)行的能力[14]。第二種是成本低、簡單實用型的 AGV 系統(tǒng)，主要以日本、臺灣的 AGV 系統(tǒng)為代表，該類系統(tǒng)適用于工作環(huán)境相對簡單的場合。目前國內(nèi)外的 AGV 廠商眾多，部分廠商特點總結(jié)如表 1.1 所示。伴隨著計算機集成制造體系、自動化柔性裝配體系等產(chǎn)業(yè)的快速成長， AGV在物流與自動化領域中的需求量也將越來越大。雖然國內(nèi)在AGV領域的發(fā)展迅速，但對于激光導引、視覺導引等自由導引技術以及無線通訊、路徑規(guī)劃、多 AGV 調(diào)度等關鍵技術的研究還不夠成熟，與國外存在一定差距。核心技術和關鍵設備仍然依靠進口，使得 AGV 制造成本過高，應用推廣緩慢。因此，需進一步加快對 AGV技術的研究，使得 AGV 技術趨于成熟，保證 AGV 具有較高的性價比以滿足實際應用需求。

8圖 2.1 AGV 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖本課題所設計的 AGV 系統(tǒng)采用集中式控制的模式，與分散式控制及技術尚未成熟的分布式控制相比，集中式控制安全性更高，車輛調(diào)度更為穩(wěn)定，系統(tǒng)死鎖概率低，同時系統(tǒng)復雜度相對較低。根據(jù)集中式控制原則，將 AGV 系統(tǒng)設計為三層體系結(jié)構(gòu)，分別為：管理控制層、傳輸層和執(zhí)行層。系統(tǒng)各層既相互獨立又相互聯(lián)系，每一層在完成特定的任務的同時，又服務于其他層，系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。管理控制層主要指地面控制系統(tǒng)，由系統(tǒng)監(jiān)控管理軟件、上位 PC 機等組成，是整個 AGV 系統(tǒng)的大腦。

路徑磁帶導引 較高 較差 低 低 成熟 廣 電磁導引 較高 較差 低 中 成熟 較廣 較本次課題研究根據(jù)不同的系統(tǒng)需求、成本以及應用環(huán)境等多方面因素綜合慮。選擇 SICK 公司 NAV350 室內(nèi)激光掃描器作為導引系統(tǒng)主要設備，如圖所示。激光導引即利用特殊反射板對激光的反射作用，應用多點定位的方法AGV 進行路徑引導[30]，如圖 2.4 所示，需要在空間中安放多個反射板，反射板將激光掃描器發(fā)射出的激光信號反射出去，激光信號接收器接收的極限距離為米。當收到反饋信號后，導引系統(tǒng)會按照特定算法計算當前定位的絕對坐標信然后通過網(wǎng)絡接口與其它控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，將 AGV 的位置信息實時反饋其它單元。激光導引方式的定位精度可以達到毫米級別，且反射裝置尺寸較小，安裝在壁上，對環(huán)境影響極小。但若反射裝置被遮擋或過于靠近反光物，均會影響到引系統(tǒng)的定位精度[31]。故在反射裝置的安裝方面，應仔細考慮其尺寸規(guī)格與 A的工作環(huán)境。
【參考文獻】

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本文編號：2861509