AGV是（AutomatedGuidedVehicle）的縮寫，意即“自動導(dǎo)引運輸車”，是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，它能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運輸車，AGV屬于輪式移動機器人（WMR――WheeledMobileRobot）的范疇。AGV主要三項技術(shù)：鉸鏈結(jié)構(gòu)、發(fā)動機分置技術(shù)和能量反饋。

概述

AGV是自動導(dǎo)引運輸車（AutomatedGuidedVehicle）的英文縮寫。是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運輸車，AGV屬于輪式移動機器人（WMR――WheeledMobileRobot）的范疇。更直接點：AGV就是無人駕駛（Driverless）的運輸車。

天津AGV一般以電池為動力，目前也有用非接觸能量傳輸系統(tǒng)－－CPS（contactlessPowerSystem）為動力的。天津AGV裝有非接觸導(dǎo)航（導(dǎo)引）裝置，可實現(xiàn)無人駕駛的運輸作業(yè)。它的主要功能表現(xiàn)為能在計算機監(jiān)控下，按路徑規(guī)劃和作業(yè)要求，準(zhǔn)確地行走并停靠到指定地點，完成一系列作業(yè)功能。

AGV以輪式移動為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強、安全性好等優(yōu)勢。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統(tǒng)中，最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、靈活的無人化生產(chǎn)。

優(yōu)勢

1、安全性高

為確保AGV在運行過程中自身安全、現(xiàn)場人員及各類設(shè)備的安全，AGV采取多級硬件、軟件的安全措施。

保險扛：在AGV的外圍設(shè)有紅外光非接觸式防碰傳感器和接觸式防碰傳感器，AGV一旦在一定距離范圍內(nèi)感應(yīng)到障礙物即減速行駛，如障礙物位于更近的范圍內(nèi)感應(yīng)到障礙物即減速行駛，如障礙物位于更近的范圍內(nèi)則停駛，直到障礙解除，AGV再自動恢復(fù)正常行駛。

信號燈：AGV安裝有醒目的信號燈和電子音樂播放器，以提醒周圍的操作人員避讓。

聲光報警：一旦發(fā)生故障，AGV將自動進(jìn)行聲光報警，同時無線通訊通知AGV監(jiān)控系統(tǒng)。

2、作業(yè)效率高

傳統(tǒng)的叉車和拖車作業(yè)，需要有人駕駛。而叉車或拖車司機在工作期間需要吃飯喝水、休息，還可能發(fā)生怠工等影響作業(yè)效率的事件，另外叉車和拖車工作到一定時間還需要開到充電間進(jìn)行充電，導(dǎo)致實際工作負(fù)荷不足70%，而AGV作為自動化物料搬運設(shè)備，可在線充電，24H滿負(fù)荷作業(yè)，具有人工作業(yè)無法比擬的優(yōu)勢。

3、投入成本較低

通過最近幾年的飛速發(fā)展，AGV的購置費已降低到與叉車比較接近的水平，而人工成本每年卻不斷上漲。兩相比較，少人化的收益日益明顯。

4、管理難度小

叉車或拖車司機作為一線操作人員，通常勞動強度大、收入不高，員工的情緒波動較大，離職率也比較高，給企業(yè)管理帶來較大的難度。而AGV可有效規(guī)避管理上的風(fēng)險，特別是近年來頻現(xiàn)的用工荒現(xiàn)象。

5、可靠性高

相對于叉車及拖車行駛路徑和速度的未知性，AGV的導(dǎo)引路徑和速度卻是非常明確的，因此大大提高了物料搬運的準(zhǔn)確性;同時，AGV還可做到對物料的跟蹤監(jiān)控，可靠性得到極大提高。

6、降低產(chǎn)品損傷

AGV可大大減少叉車工野蠻操作對產(chǎn)品本身及包裝的損傷風(fēng)險。

7、較好的柔性和可拓展性

AGV系統(tǒng)可允許最大限度地更改路徑規(guī)劃，具有較好的靈活性。同時，AGV系統(tǒng)已成為工藝流程中的一部分，可作為眾多工藝連接的紐帶，因此，具有較高的可擴展性。

發(fā)展歷史

AGV扮演物料運輸?shù)慕巧呀?jīng)50多年了。第一輛AGV誕生于1953年，它是由一輛牽引式拖拉機改造而成的，帶有車兜，在一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導(dǎo)線運輸貨物。到上世紀(jì)五十年代末到六十年代初期時，已有多種類型的牽引式AGV用于工廠和倉庫。

20世紀(jì)70年代，基本的導(dǎo)引技術(shù)是靠感應(yīng)埋在地下的導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁頻率。通過一個叫做“地面控制器”的設(shè)備打開或關(guān)閉導(dǎo)線中的頻率，從而指引AGV沿著預(yù)定的路徑行駛。

20世紀(jì)80年代末期，無線式導(dǎo)引技術(shù)引入到AGV系統(tǒng)中，例如利用激光和慣性進(jìn)行導(dǎo)引，這樣提高了AGV系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性，而且，當(dāng)需要修改路徑時，也不必改動地面或中斷生產(chǎn)。這些導(dǎo)引方式的引入，使得導(dǎo)引方式更加多樣化了。

從20世紀(jì)80年代以來，自動導(dǎo)引運輸車（AGV）系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中最大的專業(yè)分支之一，并出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢，成為現(xiàn)代化企業(yè)自動化裝備不可缺少的重要組成部分。

在歐、美等發(fā)達(dá)國家，發(fā)展最為迅速，應(yīng)用最為廣泛；在亞洲的日本和韓國，也得到迅猛的發(fā)展和應(yīng)用，尤其是在日本，產(chǎn)品規(guī)格、品種、技術(shù)水平、裝備數(shù)量及自動化程度等方面較為豐富，已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、流水線生產(chǎn)的程度。在我國，隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴展，如何能夠開發(fā)出能夠滿足用戶各方面需求（功能、價格、質(zhì)量）的AGV系統(tǒng)技術(shù)是未來我們必須面對的現(xiàn)實問題。

發(fā)展模式

第一種是以歐美國家為代表的全自動AGV技術(shù)，這類技術(shù)追求AGV的自動化，幾乎完全不需要人工的干預(yù)，路徑規(guī)劃和生產(chǎn)流程復(fù)雜多變，能夠運用在幾乎所有的搬運場合。

這些AGV功能完善，技術(shù)先進(jìn)；同時為了能夠采用模塊化設(shè)計，降低設(shè)計成本，提高批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，歐美的AGV放棄了對外觀造型的追求，采用大部件組裝的形式進(jìn)行生產(chǎn)；系列產(chǎn)品的覆蓋面廣：各種驅(qū)動模式，各種導(dǎo)引方式，各種移載機構(gòu)應(yīng)有盡有，系列產(chǎn)品的載重量可從50kg到60000kg（60噸）。

盡管如此，由于技術(shù)和功能的限制，此類AGV的銷售價格仍然居高不下。此類產(chǎn)品在國內(nèi)有為數(shù)不多的企業(yè)可以生產(chǎn)，技術(shù)水平與國際水平相當(dāng)。

第二種是以日本為代表的簡易型AGV技術(shù)－－或只能稱其為AGC（AutomatedGuidedCart），該技術(shù)追求的是簡單實用，極力讓用戶在最短的時間內(nèi)收回投資成本，這類AGV在日本和臺灣企業(yè)應(yīng)用十分廣泛，從數(shù)量上看，日本生產(chǎn)的大多數(shù)AGV屬于此類產(chǎn)品（AGC）。

該類產(chǎn)品完全結(jié)合簡單的生產(chǎn)應(yīng)用場合（單一的路徑，固定的流程），AGC只是用來進(jìn)行搬運，并不刻意強調(diào)AGC的自動裝卸功能，在導(dǎo)引方面，多數(shù)只采用簡易的磁帶導(dǎo)引方式。由于日本的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)達(dá)，AGC生產(chǎn)企業(yè)能夠為其配置上幾乎簡單得不能再簡單的功能器件，使AGC的成本幾乎降到了極限。這種AGC在日本80年代就得到了廣泛應(yīng)用，2002到2003年達(dá)到應(yīng)用的頂峰。由于該產(chǎn)品技術(shù)門檻較低，目前國內(nèi)已有多家企業(yè)可生產(chǎn)此類產(chǎn)品。

國外發(fā)展

世界上第一臺AGV是由美國Barrett電子公司于20世紀(jì)50年代初開發(fā)成功的，它是一種牽引式小車系統(tǒng)，可十分方便地與其他物流系統(tǒng)自動連接，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，極大地提高了裝卸搬運的自動化程度。

1954年英國最早研制了電磁感應(yīng)導(dǎo)向的AGV，由于它的顯著特點，迅速得到了應(yīng)用和推廣。

1960年歐洲就安裝了各種形式、不同水平的AGVS?220套，使用了AGV?1300多臺。到了70年代中期，由于微處理器及計算機技術(shù)的普及，伺服驅(qū)動技術(shù)的成熟促進(jìn)了復(fù)雜控制器的改進(jìn)，并設(shè)計出更為靈活的AGV。

1973年，瑞典VOLVO公司在KALMAR轎車廠的裝配線上大量采用了AGV進(jìn)行計算機控制裝配作業(yè)，擴大了AGV的使用范圍。70年代末，歐洲約裝備了520個AGV系統(tǒng)，共有4800臺小車，1985年發(fā)展到10000臺左右。其應(yīng)用領(lǐng)域分布為：汽車工業(yè)（57%），柔性制造系統(tǒng)FMS - 8%和柔性裝配系統(tǒng)FAS - 44%.

20世紀(jì)80年代末，國外的AGV達(dá)到發(fā)展的成熟階段，此時美國的AGV生產(chǎn)廠商從1983年的23家劇增至1985年的74家。1984年，美國通用汽車公司完成了它的第一個柔性裝配系統(tǒng) - FAS,從此該公司就成為當(dāng)時AGV的最大用戶。

1986年已達(dá)1407臺 - 包括牽引式小車、叉車和單兀裝卸小車，1987年又新增加1662臺。美國各公司在歐洲技術(shù)的基礎(chǔ)上將AGV發(fā)展到更為先進(jìn)的水平，他們采用更先進(jìn)的計算機控制系統(tǒng)，運輸量更大，移載時間更短，小車和控制器的可靠性更高。

日本在1963年首次引進(jìn)AGV,其第一家AGV工廠于1966年由一家運輸設(shè)備供應(yīng)廠商與美國的Webb公司合資建成。1976年后，日本對AGV的發(fā)展給予了高度重視，每年增加數(shù)十套AGV系統(tǒng)，有神鋼電機、平田電機、住友重機等27個主要生產(chǎn)廠商生產(chǎn)幾十種不同類型的AGV。

1981年，日本的AGV總產(chǎn)值為60億日元，1985年已上升到200億日元，平均每年以20%的速度遞增，1986年，日本累計安裝了2312個AGVS，擁有5032臺AGV,到1990年日本擁有AGV約一萬臺。

到1988年，日本AGV制造廠已達(dá)47家，如大福,Fanuc公司、Murata - 村田公司等，廣泛應(yīng)用于汽車制造、機械、電子、鋼鐵、化工、醫(yī)藥、印刷、倉儲、運輸業(yè)和商業(yè)上。

中國發(fā)展

中國AGV發(fā)展歷程較短，但一直以來不斷加大在這一領(lǐng)域的投入，以改變我國AGV長期依賴進(jìn)口的局面。經(jīng)過不懈地努力終于取得了一定的成效，北京起重運輸機械研究所、清華大學(xué)、中國郵政科學(xué)院郵政科學(xué)研究規(guī)劃院、中國科學(xué)院沈陽自動化所、大連組合機床研究所、國防科技大學(xué)和華東工學(xué)院都在進(jìn)行不同類型的AGV的研制并小批投入生產(chǎn)。

1976年，北京起重機械研究所研制出第一臺AGV，建成第一套AGV滾珠加工演示系統(tǒng)，隨后又研制出單向運行載重500公斤的AGV，雙向運行載重500kg、1000kg、2000kg的AGV，開發(fā)研制了幾套較簡單的AGV應(yīng)用系統(tǒng)。

1988年，原郵電部北京郵政科學(xué)技術(shù)研究所研制了郵政樞紐AGV。

1991年起，中科院沈陽自動化研究所/新松機器人自動化股份研究公司為沈陽金杯汽車廠研制生產(chǎn)了客車6臺AGV用于汽車裝配線中，可以說是汽車工業(yè)中用得比較成功的例子，并于1996年獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎。

1992年，天津理工學(xué)院研制了核電站用光學(xué)導(dǎo)引AGV。

1995年，我國的AGV技術(shù)出口韓國，標(biāo)志著我國自主研發(fā)的機器人技術(shù)第一次走向了國際市場。

在國內(nèi)AGV的技術(shù)來源有兩種模式：一種是引進(jìn)技術(shù)；一種是自有知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。兩種模式目前都涵蓋AGV的所有技術(shù)，技術(shù)水平并無多大差別。引進(jìn)技術(shù)主要是瑞典NDC的AGV控制系統(tǒng)技術(shù)，據(jù)了解NDC目前在國內(nèi)現(xiàn)有3家合作伙伴。

現(xiàn)狀

隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展,AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴展,AGV系統(tǒng),研究設(shè)計一種基于電磁導(dǎo)航的無人駕駛小車系統(tǒng)方案.通過實際硬件實驗,系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計要求,能夠廣泛運用于工業(yè)、軍事、交通運輸、電子等領(lǐng)域,具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力,很強的抗干擾能力和目標(biāo)識別能力。

系統(tǒng)

AGV系統(tǒng)的控制是通過物流上位調(diào)度系統(tǒng)、AGV地面控制系統(tǒng)及AGV車載控制系統(tǒng)三者之間的相互協(xié)作完成的，對該系統(tǒng)的理解，有一個非常恰當(dāng)而通俗易懂的例子：

假設(shè)某市有一家出租車公司，該公司管理先進(jìn)，每輛出租車都裝全球定位系統(tǒng)（GPS），這樣在公司的監(jiān)控中心就可以清楚地知道每輛車的位置及行駛路線，司機可通過無線通信隨時向公司匯報此時車輛的載客情況。

當(dāng)有客戶需要乘坐出租車時，客戶可以打電話到出租車公司的客戶中心，說明他當(dāng)前所在的位置，以及要到達(dá)的目的地，這里，我們可將客戶的電話理解為來自物流調(diào)度系統(tǒng)的需求，出租車公司的客戶中心理解為AGV的地面控制系統(tǒng)，即AGV系統(tǒng)的上位。??

客戶中心收到客戶的電話后，可以通過無線電話與出租車司機聯(lián)系，選擇離客戶最近，又正好空閑的車輛A前往接客，就像AGV的地面控制系統(tǒng)進(jìn)行的車輛和任務(wù)分配；在車輛A前往接客的途中，客戶中心可能又接到報告，有空閑車輛B離客戶更近，那么客戶中心將及時通知車輛B去接客戶，取消車輛A的任務(wù)，這就是AGV地面控制系統(tǒng)的動態(tài)車輛調(diào)度。

客戶中心對出租車將要行駛道路的交通狀況也了如指掌，能夠及時通知各個司機選擇最便捷的道路行駛，該道路所需時間最短，但不一定是路程最短，因為，最近路程的道路上可能發(fā)生了交通阻塞，這就是AGV地面系統(tǒng)中所完成的路徑搜索和路徑分配的工作。

?AGV系統(tǒng)的控制過程就類似這樣一家管理先進(jìn)的出租車公司，物流上位調(diào)度系統(tǒng)、AGV地面控制系統(tǒng)和AGV車載控制系統(tǒng)分別相當(dāng)于客戶、客戶中心和出租車司機，AGV地面控制系統(tǒng)和各臺AGV之間通過無線通信來交換信息，調(diào)度AGV的作業(yè)，并為其選擇路徑（線），確保交通通暢。AGV是以電池為動力的，當(dāng)電量不足時，會向地面控制系統(tǒng)發(fā)出充電請求，在得到允許后，前往充電站自動充電，在充電期間，AGV地面控制系統(tǒng)不會向此AGV分配任何任務(wù)，就與出租車進(jìn)了加油站不再載客一樣。

系統(tǒng)構(gòu)成

曾有國外專家對AGV控制系統(tǒng)需解決的主要問題做了恰當(dāng)?shù)谋扔鳎篧hereamI?（我在哪里？）WhereamIgoing?（我要去哪里？）HowcanIgetthere?（我怎么去？），這三個問題歸納起來分別就是AGV控制系統(tǒng)中的三個主要技術(shù)：AGV的導(dǎo)航（Navigation），AGV的路徑規(guī)劃（Layoutdesigning），AGV的導(dǎo)引控制（Guidance）。為了能夠解決好這些問題，AGV系統(tǒng)的構(gòu)成也必然復(fù)雜：

AGV控制系統(tǒng)分為地面（上位）控制系統(tǒng)、車載（單機）控制系統(tǒng)及導(dǎo)航/導(dǎo)引系統(tǒng)，其中，地面控制系統(tǒng)指AGV系統(tǒng)的固定設(shè)備，主要負(fù)責(zé)任務(wù)分配，車輛調(diào)度，路徑（線）管理，交通管理，自動充電等功能；車載控制系統(tǒng)在收到上位系統(tǒng)的指令后，負(fù)責(zé)AGV的導(dǎo)航計算，導(dǎo)引實現(xiàn)，車輛行走，裝卸操作等功能；導(dǎo)航/導(dǎo)引系統(tǒng)為AGV單機提供系統(tǒng)絕對或相對位置及航向。

AGV系統(tǒng)是一套復(fù)雜的控制系統(tǒng)，加之不同項目對系統(tǒng)的要求不同，更增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，因此，系統(tǒng)在軟件配置上設(shè)計了一套支持AGV項目從路徑規(guī)劃、流程設(shè)計、系統(tǒng)仿真（Simulation）到項目實施全過程的解決方案。上位系統(tǒng)提供了可靈活定義AGV系統(tǒng)流程的工具，可根據(jù)用戶的實際需求來規(guī)劃或修改路徑或系統(tǒng)流程；而下位系統(tǒng)也提供了可供用戶定義不同AGV功能的編程語言。?

地面控制

AGV地面控制系統(tǒng)（StationarySystem）即AGV上位控制系統(tǒng)，是AGV系統(tǒng)的核心。其主要功能是對AGV系統(tǒng)（AGVS）中的多臺AGV單機進(jìn)行任務(wù)分配，車輛管理，交通管理，通訊管理等。

任務(wù)管理：任務(wù)管理類似計算機操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理，它提供對AGV地面控制程序的解釋執(zhí)行環(huán)境；提供根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級和啟動時間的調(diào)度運行；提供對任務(wù)的各種操作如啟動、停止、取消等。

車輛管理：車輛管理是AGV管理的核心模塊，它根據(jù)物料搬運任務(wù)的請求，分配調(diào)度AGV執(zhí)行任務(wù)，根據(jù)AGV行走時間最短原則，計算AGV的最短行走路徑，并控制指揮AGV的行走過程，及時下達(dá)裝卸貨和充電命令。

交通管理：根據(jù)AGV的物理尺寸大小、運行狀態(tài)和路徑狀況，提供AGV互相自動避讓的措施，同時避免車輛互相等待的死鎖方法和出現(xiàn)死鎖的解除方法；AGV的交通管理主要有行走段分配和死鎖報告功能。

通訊管理：通信管理提供AGV地面控制系統(tǒng)與AGV單機、地面監(jiān)控系統(tǒng)、地面IO設(shè)備、車輛仿真系統(tǒng)及上位計算機的通信功能。和AGV間的通信使用無線電通信方式，需要建立一個無線網(wǎng)絡(luò)，AGV只和地面系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信，AGV間不進(jìn)行通信，地面控制系統(tǒng)采用輪詢方式和多臺AGV通信；與地面監(jiān)控系統(tǒng)、車輛仿真系統(tǒng)、上位計算機的通信使用TCP/IP通信。

車輛驅(qū)動：小車驅(qū)動負(fù)責(zé)AGV狀態(tài)的采集，并向交通管理發(fā)出行走段的允許請求，同時把確認(rèn)段下發(fā)AGV。

安全系統(tǒng)：對于載重移動機器人與活動的人員及復(fù)雜工廠環(huán)境而言，智能AGV搬運機器人的安全性是其設(shè)計的重中之重。很多企業(yè)在選擇和要求AGV各種功能的時候往往忽略了AGV安全性，也有很多AGV制造廠商因為沒有掌握AGV安全技術(shù)核心沒有研發(fā)安全系統(tǒng)的團隊或無法進(jìn)行深度安全避障研究，貿(mào)然使用一些本來就存在安全隱患的技術(shù)和避障模塊，甚至有的廠商極不負(fù)責(zé)的使用一些廉價的淘汰技術(shù)和安全產(chǎn)品。

車載控制

AGV車載控制系統(tǒng)（OnboardSystem），即AGV單機控制系統(tǒng)，在收到上位系統(tǒng)的指令后，負(fù)責(zé)AGV單機的導(dǎo)航，導(dǎo)引，路徑選擇，車輛驅(qū)動，裝卸操作等功能。

導(dǎo)航（Navigation）：AGV單機通過自身裝備的導(dǎo)航器件測量并計算出所在全局坐標(biāo)中的位置和航向。

導(dǎo)引（Guidance）：AGV單機根據(jù)目前的位置、航向及預(yù)先設(shè)定的理論軌跡來計算下個周期的速度值和轉(zhuǎn)向角度值即，AGV運動的命令值。

路徑選擇（Searching）：AGV單機根據(jù)上位系統(tǒng)的指令，通過計算，預(yù)先選擇即將運行的路徑，并將結(jié)果報送上位控制系統(tǒng)，能否運行由上位系統(tǒng)根據(jù)其它AGV所在的位置統(tǒng)一調(diào)配。AGV單機行走的路徑是根據(jù)實際工作條件設(shè)計的，它有若干“段”（Segment）組成。每一“段”都指明了該段的起始點、終止點，以及AGV在該段的行駛速度和轉(zhuǎn)向等信息。

車輛驅(qū)動（Driving）：AGV單機根據(jù)導(dǎo)引（Guidance）的計算結(jié)果和路徑選擇信息，通過伺服器件控制車輛運行。

導(dǎo)航導(dǎo)引

AGV之所以能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛，導(dǎo)航和導(dǎo)引對其起到了至關(guān)重要的作用，隨著技術(shù)的發(fā)展，目前能夠用于AGV的導(dǎo)航/導(dǎo)引技術(shù)主要有以下幾種：

1、直接坐標(biāo)?（Cartesian?Guidance）

用定位塊將AGV的行駛區(qū)域分成若干坐標(biāo)小區(qū)域，通過對小區(qū)域的計數(shù)實現(xiàn)導(dǎo)引，一般有光電式（將坐標(biāo)小區(qū)域以兩種顏色劃分，通過光電器件計數(shù)）和電磁式（將坐標(biāo)小區(qū)域以金屬塊或磁塊劃分，通過電磁感應(yīng)器件計數(shù)）兩種形式，其優(yōu)點是可以實現(xiàn)路徑的修改，導(dǎo)引的可靠性好，對環(huán)境無特別要求。缺點是地面測量安裝復(fù)雜，工作量大，導(dǎo)引精度和定位精度較低，且無法滿足復(fù)雜路徑的要求。

2、電磁導(dǎo)引（Wire?Guidance）

電磁導(dǎo)引是較為傳統(tǒng)的導(dǎo)引方式之一，目前仍被許多系統(tǒng)采用，它是在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬線，并在金屬線加載導(dǎo)引頻率，通過對導(dǎo)引頻率的識別來實現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。其主要優(yōu)點是引線隱蔽，不易污染和破損，導(dǎo)引原理簡單而可靠，便于控制和通訊，對聲光無干擾，制造成本較低。缺點是路徑難以更改擴展，對復(fù)雜路徑的局限性大。

3、磁帶導(dǎo)引?（Magnetic?Tape?Guidance）

與電磁導(dǎo)引相近，用在路面上貼磁帶替代在地面下埋設(shè)金屬線，通過磁感應(yīng)信號實現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，改變或擴充路徑較容易，磁帶鋪設(shè)簡單易行，但此導(dǎo)引方式易受環(huán)路周圍金屬物質(zhì)的干擾，磁帶易受機械損傷，因此導(dǎo)引的可靠性受外界影響較大。

4、光學(xué)導(dǎo)引（Optical?Guidance）

在AGV的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過對攝像機采入的色帶圖象信號進(jìn)行簡單處理而實現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，地面路線設(shè)置簡單易行，但對色帶的污染和機械磨損十分敏感，對環(huán)境要求過高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。

5、激光導(dǎo)航（Laser?Navigation）

激光導(dǎo)引是在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過激光掃描器發(fā)射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和航向，并通過連續(xù)的三角幾何運算來實現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。

此項技術(shù)最大的優(yōu)點是，AGV定位精確；地面無需其他定位設(shè)施；行駛路徑可靈活多變，能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境，它是目前國外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進(jìn)導(dǎo)引方式；缺點是制造成本高，對環(huán)境要求較相對苛刻（外界光線，地面要求，能見度要求等），不適合室外（尤其是易受雨、雪、霧的影響）。

6、慣性導(dǎo)航?（Inertial?Navigation）

慣性導(dǎo)航是在AGV上安裝陀螺儀，在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV可通過對陀螺儀偏差信號（角速率）的計算及地面定位塊信號的采集來確定自身的位置和航向，從而實現(xiàn)導(dǎo)引。

此項技術(shù)在軍方較早運用，其主要優(yōu)點是技術(shù)先進(jìn)，較之有線導(dǎo)引，地面處理工作量小，路徑靈活性強。其缺點是制造成本較高，導(dǎo)引的精度和可靠性與陀螺儀的制造精度及其后續(xù)信號處理密切相關(guān)。

7、視覺導(dǎo)航?（Visual?Navigation?）

8、GPS（全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航?（Global?Position?System）

通過衛(wèi)星對非固定路面系統(tǒng)中的控制對象進(jìn)行跟蹤和制導(dǎo)，目前此項技術(shù)還在發(fā)展和完善，通常用于室外遠(yuǎn)距離的跟蹤和制導(dǎo)，其精度取決于衛(wèi)星在空中的固定精度和數(shù)量，以及控制對象周圍環(huán)境等因素。

由此發(fā)展出來的是iGPS（室內(nèi)GPS）和dGPS（用于室外的差分GPS），其精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于民用GPS，但地面設(shè)施的制造成本是一般用戶無法接受的。

結(jié)構(gòu)設(shè)計

AGV自動導(dǎo)引小車的引導(dǎo)原理是根據(jù)自動導(dǎo)引小車行走的軌跡進(jìn)行編程，數(shù)字編碼器檢測出的電壓信號判斷其與預(yù)先編程的軌跡的位置偏差，控制器根據(jù)位置偏差調(diào)整電機轉(zhuǎn)速對偏差進(jìn)行糾正，從而使自動導(dǎo)引小車沿預(yù)先編程的軌跡行走。因此AGV自動導(dǎo)引小車行走過程中，需不斷地根據(jù)輸入的位置偏差信號調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，對系統(tǒng)進(jìn)行實時控制。

小車采用兩后輪獨立驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向，兩前輪為萬向輪的四輪結(jié)構(gòu)形式。步進(jìn)電機經(jīng)減速器后通過驅(qū)動輪提供驅(qū)動力，當(dāng)兩輪運動速度不同時就可以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。

（1）車體

包括底盤、車架、殼體和控制室和相應(yīng)的機械電氣結(jié)構(gòu)如減速箱、電機、車輪等所組成，是AGV的基礎(chǔ)部分。具有電動車輛的結(jié)構(gòu)特征和無人駕駛自動作業(yè)的特殊要求。車架常用鋼構(gòu)件焊接而成，重心越低越有利于抗傾翻。板上常安置移載裝置、電控系統(tǒng)、按鍵、顯示屏等。

（2）車架

車架是整個AGV小車的機體部分，主要用于安裝輪子、光感應(yīng)器、伺服電機和減速器。車架上面安裝伺服電機驅(qū)動器、PCD板和電瓶。對于車架的設(shè)計，要有足夠的強度和硬度要求，故車架材料選用鑄造鋁合金，牌號為6061。其中6061質(zhì)量比較輕，焊接性好。

（3）車輪

車輪采用實心橡膠輪胎。車體后面兩主動輪為固定式驅(qū)動輪，與輪轂式電機相連。前面兩個隨動輪為旋轉(zhuǎn)式隨動輪，起支承和平衡小車的作用。

（4）載荷傳送裝置

AGV的載荷傳送裝置為一平板，其作用為運輸箱體類零件到指定工位。主要用來裝載箱體類零件，運送物料等.

（5）驅(qū)動裝置

AGV運行并具有速度控制和制動能力的子系統(tǒng)。主要包括電機、

減速器、驅(qū)動器、控制與驅(qū)動電路等。驅(qū)動系統(tǒng)一般為閉環(huán)方式與開環(huán)方式，前者以伺服直流電機為主，后者以步進(jìn)電機為主。

（6）動力系統(tǒng)

蓄電池是目前AGV使用的唯一電源。用來驅(qū)動車體、車上附屬裝置，如控制、通訊、安全等。

AGV周邊設(shè)施使用一般工業(yè)電力，根據(jù)用途而有不同要求。如充電間頻率發(fā)生器、自動門、計算機室、通訊裝置以及工作環(huán)境所需裝置的動力等。根據(jù)車型、運行及載荷量而采用不同功率的蓄電他，一般都是蓄電池組合體。常用直流電壓為12伏、24伏、48伏及72伏。

充電方式

自動充電

當(dāng)AGV需要補充電力時，會自動報告并請求充電，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺位，車載充電連接器與地面充電系統(tǒng)自動連接并實施充電。充電完成后AGV自動脫離充電系統(tǒng)，駛向工作區(qū)或待命區(qū)投入正常運行。其特點是整個充電過程全部實現(xiàn)自動化、智能化，無需專人看管。自動充電AGV適用于工作周期長，車多人少，自動化程度高的場合，且多使用堿性快速充電電池，如卷煙、冶金、化工、汽車、航空等行業(yè)。

手動充電

當(dāng)AGV電力不足時，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺位，由專職人員手動完成AGV與充電器之間的電器連接，然后實施充電，完成后也是人工去脫離連接電路，恢復(fù)工作狀態(tài)。手動充電AGV的特點是安全可靠，簡單易行，但需要專人看管，浪費人力，而且自動化程度降低。常用于自動化程度要求不是很高，車少人多，標(biāo)準(zhǔn)工作制的場合，如白天上班8小時使用AGV，下班休息時讓AGV充電，適用于酸性常規(guī)電池。

換電池充電

當(dāng)AGV電力不足時，由專職人員手動更換電池組，AGV即可投入使用。換下的電池組通過充電后待用。其特點是簡單快捷，但要專人看管，需多一倍的電池組，浪費人力財力，方式原始。常用于對工作響應(yīng)的及時性要求較高、車不足的場合。

技術(shù)參數(shù)

1、額定載重量

自動導(dǎo)引搬運車所能承載貨物的最大重量。AGV的載重量范圍在?50kg～20000kg，以中小型噸位居多。根據(jù)日本通產(chǎn)省的調(diào)查，?目前使用的AGV載重量在100kg以下的占19%，載重量在100kg～?300kg?22%?300kg?500kg?9%?500kg?1000kg?300kg占22%，300kg～500kg占9%，500kg～1000kg的占18%，?18%?1000kg～2000kg的占21%，2000kg～5000kg的占8%，而5000kg?以上的數(shù)量極少。

2、自重?

自重是指自動導(dǎo)引搬運車與電池加起來的總重量。

3、車體尺寸?

車體尺寸是指車體的長、寬、高外形尺寸。該尺寸應(yīng)該與所承載?貨物的尺寸和通道寬度相適應(yīng)。

4、停位精度?

指AGV到達(dá)目的地址處并準(zhǔn)備自動移載時?所處的實際位置與程序設(shè)定的位置之間的?偏差值（mm）。這一參數(shù)很重要，是確定?移載方式的主要依據(jù)，不同的移載方式要?求不同的停位精度。

5、最小轉(zhuǎn)彎半徑?

指AGV在空載低速行駛、偏轉(zhuǎn)程度最大時，?瞬時轉(zhuǎn)向中心到AGV縱向中心線的距離。?它是確定車輛彎道運行所需空間的重要參數(shù)。

6、運行速度?

指自動導(dǎo)引搬運車在額定載重量下行駛時?所能達(dá)到的最大速度。它是確定車輛作業(yè)?周期和搬運效率的重要參數(shù)。

7、工作周期?

自動導(dǎo)引搬運車完成一次工作循環(huán)所需的時間。

8、運載類別

所運輸?shù)奈锪系念愋?/p>

9、移載方式

移載裝置的運動形式

10、驅(qū)動形式

指的是AGV靠什么裝置來實現(xiàn)行走,轉(zhuǎn)向的功能的

行走機構(gòu)

早期AGV小車自動運行時只能單向行駛，因而適用環(huán)境受到局限。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，近年來國外已有在自動運行時能前進(jìn)和后退甚至全方位行駛、前進(jìn)、后退、側(cè)向和旋轉(zhuǎn)的AGV產(chǎn)品，這些成就歸功于行走機構(gòu)的進(jìn)步。

1、兩輪差速的行走機構(gòu)?這種行走機構(gòu)兩行走驅(qū)動車輪對稱布置在前后中線上兩支承輪前后分別布置在以兩行走輪支點為底邊的等腰三角形頂點處。小車靠兩側(cè)行走驅(qū)動輪差速轉(zhuǎn)向因此不必設(shè)置舵輪。該小車機構(gòu)簡單、工作可靠、成本低。在自動運行狀態(tài)下小車能做前進(jìn)、后退行駛并能垂直轉(zhuǎn)彎機動性好。

和帶舵輪的四輪行走機構(gòu)小車相比該車由于省去了舵輪不僅可以省去兩臺駕駛馬達(dá)還能節(jié)省空間小車可以做的更小些。近年來這種機構(gòu)的小車得到廣泛應(yīng)用。?為了提高行駛時車體橫向穩(wěn)定性可將兩輪差速的四輪行走機構(gòu)做如下改進(jìn)將支承輪由原來的兩個增加到四個分別布置在小車底盤的四個角處。

2、三輪行走機構(gòu)?三輪行走機構(gòu)的AGV小車三個車輪分別布置在等腰三角形的三個頂點上前輪既是舵輪又是行走驅(qū)動輪后面兩個車輪是無動力支承輪。三輪行走機構(gòu)的AGV小車結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、工作可靠、造價低。該車手動時可前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎自動運行時只能單向行駛轉(zhuǎn)彎時后輪中點軌跡偏離導(dǎo)引線輪跡呈曳物線。

3、帶舵輪的四輪行走機構(gòu)?帶舵輪的四輪行走機構(gòu)是在三輪行走機構(gòu)基礎(chǔ)上演變過來的，它相當(dāng)于把兩個三輪車合并在一起兩支承輪對稱地布置在小車前后的中線上前后車輪分別對稱布置在以兩支承輪支點為底邊的等腰三角形頂點處。前后車輪既是舵輪又是行走驅(qū)動輪。這種AGV小車在自動運行狀態(tài)下可全方位行駛轉(zhuǎn)彎時前后車輪均能跟蹤導(dǎo)引線軌跡機動性比三輪車好適用于狹窄通道作業(yè)環(huán)境。

4、其它形式的行走機構(gòu)?近年來國外公司不斷研究出新的行走機構(gòu)。其中最有代表性的屬瑞典麥卡納姆公司的行走機構(gòu)。該行走機構(gòu)設(shè)計新穎、機構(gòu)緊湊四個驅(qū)動車輪以鉸接形式分別布置在底盤的四個角上。運行時分別控制四個車輪的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速利用速度矢量合成原理實現(xiàn)駕駛。后來日本三井公司與麥卡納姆公司合作在原基礎(chǔ)上做了改進(jìn)推出了三井麥卡納姆車輪系統(tǒng)，其性能比原來又有所提高。這種AGV小車可實現(xiàn)全方位行駛。

應(yīng)用領(lǐng)域

領(lǐng)域

1．倉儲業(yè)

倉儲業(yè)是AGV最早應(yīng)用的場所。1954年世界上首臺AGV在美國的South?Carolina州的Mercury?Motor?Freight公司的倉庫內(nèi)投入運營，用于實現(xiàn)出入庫貨物的自動搬運。目前世界上約有2萬臺各種各樣AGV運行在2100座大大小小倉庫中。海爾集團于2000年投產(chǎn)運行的開發(fā)區(qū)立體倉庫中，9臺AGV組成了一個柔性的庫內(nèi)自動搬運系統(tǒng)，成功地完成了每天23400的出入庫貨物和零部件的搬運任務(wù)。

2．制造業(yè)

AGV在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手，高效、準(zhǔn)確、靈活地完成物料的搬運任務(wù)。并且可由多臺AGV組成柔性的物流搬運系統(tǒng)，搬運路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時調(diào)整，使一條生產(chǎn)線上能夠制造出十幾種產(chǎn)品，大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力。1974年瑞典的Volvo?Kalmar轎車裝配廠為了提高運輸系統(tǒng)的靈活性，采用基于AGVS為載運工具的自動轎車裝配線，該裝配線由多臺可裝載轎車車體的AGVS組成，采用該裝配線后，裝配時間減少了20%，裝配故障減小39%，投資回收時間減小57%，勞動力減小了5%。目前，AGV在世界的主要汽車廠，如通用、豐田、克萊斯勒、大眾等汽車廠的制造和裝配線上得到了普遍應(yīng)用。

作為CIMS的基礎(chǔ)搬運工具，AGV的應(yīng)用深入到機械加工、家電生產(chǎn)、微電子制造、卷煙等多個行業(yè)，生產(chǎn)加工領(lǐng)域成為AGV應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。

3．郵局、圖書館、港口碼頭和機場

在郵局、圖書館、碼頭和機場等場合，物品的運送存在著作業(yè)量變化大，動態(tài)性強，作業(yè)流程經(jīng)常調(diào)整，以及搬運作業(yè)過程單一等特點，AGV的并行作業(yè)、自動化、智能化和柔性化的特性能夠很好的滿足上式場合的搬運要求。瑞典于1983年在大斯得哥爾摩郵局、日本于1988年在東京多摩郵局、中國在1990年于上海郵政樞紐開始使用AGV，完成郵品的搬運工作。在荷蘭鹿特丹港口，50輛稱為“yard?tractors”的AGV完成集裝箱從船邊運送到幾百碼以外的倉庫這一重復(fù)性工作。

4．煙草、醫(yī)藥、食品、化工

對于搬運作業(yè)有清潔、安全、無排放污染等特殊要求的煙草、醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中，AGV的應(yīng)用也受到重視。在國內(nèi)的許多卷煙企業(yè)，如青島頤中集團、玉溪紅塔集團、紅河卷煙廠、淮陰卷煙廠都應(yīng)用了激光引導(dǎo)式AGV完成托盤貨物的搬運工作。

5．危險場所和特種行業(yè)

在軍事上，以AGV的自動駕駛為基礎(chǔ)集成其他探測和拆卸設(shè)備，可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵察，英國軍方正在研制的MINDER?Recce是一輛偵察車，具有地雷探測、銷毀及航路驗證能力的自動型偵察車。在鋼鐵廠，AGV用于爐料運送，減輕了工人的勞動強度。在核電站和利用核輻射進(jìn)行保鮮儲存的場所，AGV用于物品的運送，避免了危險的輻射。在膠卷和膠片倉庫，AGV可以在黑暗的環(huán)境中，準(zhǔn)確可靠的運送物料和半成品。行車AGV行車

對AGV行駛區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行圖象識別，實現(xiàn)智能行駛，這是一種具有巨大潛力的導(dǎo)引技術(shù)，此項技術(shù)已被少數(shù)國家的軍方采用，將其應(yīng)用到AGV上還只停留在研究中，目前還未出現(xiàn)采用此類技術(shù)的實用型AGV。

可以想象，圖象識別技術(shù)與激光導(dǎo)引技術(shù)相結(jié)合將會AGV更加完美，如導(dǎo)引的精確性和可靠性，行駛的安全性，智能化的記憶識別等都將更加完美。

術(shù)語

自動導(dǎo)引運輸車（AGV）?Automated?Guided?Vehicle

是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，由計算機控制、輪式移動為特征、并且能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑自動行駛的運輸車輛。AGV可具有安全防護(hù)、移載（裝卸）等多種功能。

自動導(dǎo)引運輸車系統(tǒng)（AGVS）?AGV?System

具備自動導(dǎo)引運輸車特性的一整套系統(tǒng)，一般包括數(shù)量不等的AGV車輛，上位控制系統(tǒng)，導(dǎo)航系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)和充電系統(tǒng)等。

車載控制系統(tǒng)?Onboard?control?system

用于AGV車輛的計算機控制軟件及其相關(guān)器件的總稱。

上位控制系統(tǒng)?Host?control?system

用于AGV調(diào)度系統(tǒng)的計算機控制軟件及其相關(guān)器件的總稱。

無人駕駛?Driverless

AGV的主要特性之一。

系統(tǒng)能力?System?capacity

AGV系統(tǒng)在單位時間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的最大的搬運能力。

系統(tǒng)可靠性?System?reliability

AGV系統(tǒng)正常工作時間所占工作總時間的百分比，由于多臺AGV處在并行工作模式中，其中一臺發(fā)生故障的時間權(quán)值為1，n為系統(tǒng)中AGV的總臺數(shù)。

地面固定設(shè)備?Stationary?equipment

在AGV系統(tǒng)中，用于上位控制，導(dǎo)航/導(dǎo)引，通訊，充電等設(shè)備的總稱。

反射板?Reflector

在激光導(dǎo)引AGV系統(tǒng)中使用的導(dǎo)航或?qū)б龢?biāo)識物。

平面反射板?Flat?reflector

反射板的一種類型，反射面為平面

柱狀反射板?Column?reflector

反射板的一種類型，反射面為柱面

定位標(biāo)志?Position?mark

AGV在停車定位時使用的標(biāo)識物。

磁帶?Magnetic?tape

用于磁帶導(dǎo)引AGV系統(tǒng)的地面導(dǎo)引設(shè)施，一般是沿AGV的行駛路徑將其粘貼于地板表面。

導(dǎo)引線?Wire

用于電磁導(dǎo)引AGV系統(tǒng)的地面導(dǎo)引設(shè)施，一般是沿AGV的行駛路徑將其埋于地下。

反光帶?Reflective?tape

用于光學(xué)導(dǎo)引AGV系統(tǒng)的地面導(dǎo)引標(biāo)識，按導(dǎo)引傳感器的特點，沿AGV的行駛路徑噴涂或粘貼相應(yīng)顏色的色帶。

感光帶?Sensitive?tape

用于光學(xué)導(dǎo)引AGV系統(tǒng)的地面導(dǎo)引標(biāo)識，按導(dǎo)引傳感器的特點，沿AGV的行駛路徑粘貼或噴涂相應(yīng)的化學(xué)感光材料。

磁釘?Magnet

定位標(biāo)識的一種，用磁性材料做成。

頻率發(fā)生器?Frequency?generator

用于電磁導(dǎo)引AGV系統(tǒng)的地面導(dǎo)引設(shè)施，能夠?qū)⑻囟ǖ念l率加載至導(dǎo)引線上。

無線接入點?Wireless?access?point

以無線局域網(wǎng)方式進(jìn)行通訊的固定通訊設(shè)備。

無線調(diào)制解調(diào)器?Radio?modem

以射頻（RF）方式進(jìn)行通訊的通訊設(shè)備。

無線局域網(wǎng)?Wireless?LAN

用于AGV車輛和上位控制系統(tǒng)通訊的網(wǎng)絡(luò)。

充電站?Charging?Station

用于AGV車輛充電的設(shè)備及地點的總稱。

充電連接器?Charging?connector

用于AGV車輛充電連接的器件（包括地面和車載）。

物流調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器Logistic?system?server

用于運行物流調(diào)度系統(tǒng)的計算機。

AGV調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器AGV?dispatch?system?server

用于運行AGV調(diào)度系統(tǒng)的計算機。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器?Data?base?sever

為AGV調(diào)度系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)。

關(guān)聯(lián)設(shè)備?Correlative?equipment

與AGV系統(tǒng)相關(guān)的外部設(shè)備，一般是指與AGV協(xié)作完成裝卸貨操作的設(shè)備。

物流調(diào)度系統(tǒng)?Logistic?system

AGV系統(tǒng)的上位控制系統(tǒng)，AGV系統(tǒng)的任務(wù)可由此系統(tǒng)產(chǎn)生。

AGV調(diào)度系統(tǒng)?AGV?dispatching?system

調(diào)度任務(wù)執(zhí)行、車輛分配、路徑分配及交通管制的控制軟件。

熱啟動?Warm?start

AGV調(diào)度系統(tǒng)在上一次退停止時保存的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上啟動執(zhí)行。

冷啟動?Cold?start

AGV調(diào)度系統(tǒng)啟動執(zhí)行，重新進(jìn)行系統(tǒng)初始化。

系統(tǒng)控制接口?System?Control?Interface

AGV系統(tǒng)向外界提供的控制接口，使得它能夠被集成到更大的系統(tǒng)中。

圖形監(jiān)控?Graphical?monitor

以圖形化的方式提供對整個AGV系統(tǒng)運行情況的查詢和人工干預(yù)。

通信協(xié)議?Communication?protocol

AGV調(diào)度系統(tǒng)和AGV車輛通信使用的通信協(xié)議。

通信丟失?Lost?communication

AGV調(diào)度系統(tǒng)和AGV車輛出現(xiàn)通信中斷，調(diào)度系統(tǒng)無法得到AGV車輛狀態(tài)。

通信頻道?Communication?channel

通信設(shè)備使用的頻道。

主機地址?Host?IP?address

運行AGV調(diào)度系統(tǒng)的服務(wù)器使用的IP地址。

主機端口?Host?port

運行AGV調(diào)度系統(tǒng)的服務(wù)器監(jiān)聽端口。

自動充電?Auto?charging

AGV車輛在AGV調(diào)度系統(tǒng)的控制下進(jìn)行充電。

手動充電?Manual?charging

AGV車輛在操作人員的控制下進(jìn)行充電，包括人工指令和手動更換電池兩種方式。

柔性?Flexibility

AGV系統(tǒng)能夠應(yīng)對各種各樣的流程變化或擴展。

日志?Log

用于存儲系統(tǒng)運行時發(fā)生的重要事件、錯誤等信息。

工作流程?Work-flow

AGV調(diào)度系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時采用的工藝流程。

簡單流程?Simple?work-flow

在AGV的一個搬運任務(wù)中，只有一次裝貨，一次卸貨。

復(fù)雜流程?Complex?work-flow

在AGV的一個搬運任務(wù)中，有多次裝貨或卸貨。

任務(wù)?Order

需要AGV調(diào)度系統(tǒng)處理的工作。

任務(wù)屬性?Order?property

任務(wù)具有的一些特征性質(zhì)。

搬運起點?Pickup?point

AGV裝貨的地點。

搬運終點?Delivery?point

AGV卸貨的地點。

任務(wù)調(diào)度?Order?schedule

AGV調(diào)度系統(tǒng)為正在執(zhí)行的多個任務(wù)分配執(zhí)行時間等資源。

任務(wù)優(yōu)先級?Order?priority

任務(wù)執(zhí)行時間和車輛分配的優(yōu)先級。

任務(wù)流程?Order?work-flow

任務(wù)執(zhí)行時使用的工作流程。

任務(wù)取消?Order?cancel

AGV調(diào)度系統(tǒng)取消正在執(zhí)行中的任務(wù)，結(jié)束任務(wù)的執(zhí)行。

任務(wù)變更?Order?alter

AGV調(diào)度系統(tǒng)變更正在執(zhí)行中的任務(wù)的搬運起點、搬運終點。

最大任務(wù)調(diào)度量?Maximum?number?of?scheduling?order

AGV調(diào)度系統(tǒng)能夠調(diào)度任務(wù)的最大數(shù)量。

任務(wù)周期?Order?life?time

任務(wù)從生成到結(jié)束的時間。

任務(wù)響應(yīng)時間?Order?response?time

任務(wù)從生成到AGV開始執(zhí)行任務(wù)的時間。

任務(wù)執(zhí)行時間?Order?execute?time

任務(wù)從開始執(zhí)行到任務(wù)結(jié)束的時間。

任務(wù)統(tǒng)計?Order?statistics

對AGV調(diào)度系統(tǒng)中產(chǎn)生的任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、解釋和表述。

計劃任務(wù)?Schemed?order

AGV調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)計劃自動在特定時間啟動的任務(wù)。

物流調(diào)度系統(tǒng)任務(wù)?Host?order

AGV調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)物流調(diào)度系統(tǒng)的命令啟動的任務(wù)。

人工任務(wù)?Manual?order

AGV調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)操作人員的命令啟動的任務(wù)。

觸發(fā)任務(wù)?Trigged?order

由某個外部條件觸發(fā)AGV調(diào)度系統(tǒng)啟動的任務(wù)。

任務(wù)查詢?Order?query

向AGV調(diào)度系統(tǒng)詢問任務(wù)的執(zhí)行情況。

任務(wù)執(zhí)行紀(jì)錄?Order?execute?record

AGV調(diào)度系統(tǒng)紀(jì)錄的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)和結(jié)果。

優(yōu)先模式?Priority?mode

AGV調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)先執(zhí)行任務(wù)的模式。

復(fù)合任務(wù)?Combine?order

AGV調(diào)度系統(tǒng)通過對任務(wù)的優(yōu)化，可將多個任務(wù)結(jié)合在一起成為一個復(fù)合任務(wù)。

充電任務(wù)?Charge?Order

AGV調(diào)度系統(tǒng)指揮AGV車輛進(jìn)行充電的任務(wù)。

AGV運行模式?AGV?running?mode

AGV運行時的一些標(biāo)準(zhǔn)模式，如：手動，自動，半自動

AGV調(diào)度?AGV?schedule

AGV調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的情況安排AGV執(zhí)行任務(wù)和行駛。

AGV分配?AGV?assignment

以一定的優(yōu)化原則將AGV調(diào)度系統(tǒng)中的任務(wù)分配給各臺AGV。

正常工作率?AGV?health?rate

AGV無故障工作的時間除以AGV開機時間。

使用率?AGV?working?rate

AGV執(zhí)行任務(wù)的時間除以AGV正常工作時間。

空跑率?AGV?useless?running?rate

AGV為執(zhí)行任務(wù)而空跑的時間除以AGV正常工作時間。

空閑率?AGV?free?time?rate

AGV沒有搬運任務(wù)，處于停止的時間除以正常工作時間。

路徑搜索?Route?search

AGV調(diào)度系統(tǒng)在規(guī)劃地圖中搜索從搬運起點到搬運終點的路徑。

最短路徑?The?shortest?route

規(guī)劃地圖中從搬運起點到搬運終點的最短路徑。

路徑規(guī)劃?Layout

根據(jù)實際的AGV應(yīng)用環(huán)境，為AGV設(shè)計規(guī)劃行駛的路線。

點?Point

用于AGV車輛正常停車的地點。

節(jié)點Node

指路徑規(guī)劃地圖上的分流點及合流點。

待命點?Wait?point

空閑AGV等待命令的點。

自動插入點?Auto?insert?point

AGV進(jìn)行自動插入的點，從而確定自身的位置。

避讓點?Evading?point

AGV車輛之間進(jìn)行相互避讓的點。

通信點?Communication?point

AGV和AGV調(diào)度系統(tǒng)之間進(jìn)行通信的點。

段?Segment

AGV車輛嚴(yán)格遵照行駛的點和點之間的軌跡路線。

直線段?Linear?segment

幾何形狀是直線的段。

曲線段?Curving?segment

幾何形狀是曲線的段。

站臺?Station

用于AGV車輛執(zhí)行操作（如裝卸，充電等）的設(shè)備和地點。

裝貨站臺?Pickup?station

用于輔助AGV車輛進(jìn)行裝貨的設(shè)備或地點。

卸貨站臺?Delivery?station

用于輔助AGV車輛進(jìn)行卸貨的設(shè)備或地點。

復(fù)合站臺?Combined?station

AGV車輛既能夠進(jìn)行裝貨又卸貨的站臺。

交通管制?Traffic?control

AGV調(diào)度系統(tǒng)對多臺AGV車輛運行時的交通進(jìn)行實時的管理和控制。

交通阻塞?Traffic?block

行駛路線被別的AGV車輛或物體占用，導(dǎo)致AGV停車等待，稱為交通阻塞。

死鎖?Dead?lock

AGV車輛向AGV調(diào)度系統(tǒng)請求不可能得到的路徑資源。

合流?Confluence

在路徑規(guī)劃地圖上，多條路徑匯合成為一條路徑。

分流?Diffluence

在路徑規(guī)劃地圖上，一條路徑分開成為多條路徑。

導(dǎo)引模式?Guidance?mode

AGV車輛采用的導(dǎo)航方式或?qū)б惴?/p>

導(dǎo)航?Navigation

確定AGV車輛在全局坐標(biāo)系中的位置及航向

導(dǎo)引?Guidance

按路徑所提供的目標(biāo)值計算出實際控制命令值，即給出AGV車輛的設(shè)定速度和轉(zhuǎn)向角。

電磁導(dǎo)引? - Inductive?Wire?Guidance

以電磁傳感器獲取導(dǎo)引信息，以定位傳感器獲取相對位置的導(dǎo)引模式。

磁帶導(dǎo)引?Magnetic?tape?guidance

以磁帶傳感器獲取導(dǎo)引信息，以定位傳感器獲取相對位置的導(dǎo)引模式。

光學(xué)導(dǎo)引?Optical?guidance

以光學(xué)傳感器獲取導(dǎo)引信息，以定位傳感器獲取相對位置的導(dǎo)引模式。

坐標(biāo)導(dǎo)引?Cartesian?guidance

以光學(xué)、電磁傳感器等傳感器獲取地面柵格信息，通過運算得到絕對位置信息的導(dǎo)引模式。

激光導(dǎo)航?Laser?navigation

以激光掃描器獲取反射板信息，通過三角幾何運算得到絕對位置信息的導(dǎo)引模式。

慣性導(dǎo)航?Inertial?navigation

以慣性器件（陀螺?Gyroscope）檢測AGV的角速度，輔助以地面定位標(biāo)識，從而獲取絕對位置信息的導(dǎo)引模式。

視覺導(dǎo)航?Visual?navigation

以視覺傳感器獲取運行區(qū)域的地理信息，通過運算得到絕對位置信息的導(dǎo)引模式。

全球定位系統(tǒng)（GPS）Global?position?system

通過衛(wèi)星獲取絕對位置信息的導(dǎo)引模式。

室內(nèi)GPS?（iGPS）Indoor?GPS

通過接受室內(nèi)安裝航標(biāo)塔發(fā)射的信號獲取絕對位置信息的導(dǎo)引模式。

差分GPS?（dGPS）Differential?GPS

通過安裝航標(biāo)塔來修正衛(wèi)星信號，而獲取絕對位置信息的導(dǎo)引模式。

參考點?Reference?point

運動學(xué)計算中，用于代表AGV車輛的某一點。

位置?Position

AGV車輛在全局坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，既絕對位置，包括X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)。

航向角?Orientation

AGV車輛全局坐標(biāo)系中車頭方向與X軸的夾角。

導(dǎo)引裝置?Guidance?equipment

用于獲取AGV車輛導(dǎo)航、導(dǎo)引信息的裝置。

激光掃描器?Laser?scanner

用于激光導(dǎo)引AGV車輛獲取導(dǎo)航、導(dǎo)引信息的器件。

定位傳感器?Position?sensor

用于AGV車輛進(jìn)行位置修正或輔助定位的檢測器件。

驅(qū)動模式?Driving?mode

AGV車輛根據(jù)不同的運動學(xué)及動力學(xué)算法，可采用不同的驅(qū)動方法及驅(qū)動輪系布置方式。

驅(qū)動單元?Driving?assembly

用于AGV車輛驅(qū)動及轉(zhuǎn)向的機構(gòu)總稱。

驅(qū)動電機?Driving?motor

用于AGV車輛驅(qū)動的電機。

轉(zhuǎn)向電機?Steering?motor

用于AGV車輛轉(zhuǎn)向的電機。

單輪驅(qū)動兼轉(zhuǎn)向（SD）?Steering?driving

只使用同一個驅(qū)動單元，其中同時包括驅(qū)動轉(zhuǎn)向功能。

差速驅(qū)動（DIFF）Differential?driving

使用兩個不含轉(zhuǎn)向的驅(qū)動單元，利用不同驅(qū)動單元速度的變化來完成驅(qū)動和轉(zhuǎn)向功能。

全方位驅(qū)動（QUAD）Quad?motion

使用兩個或兩個以上含有驅(qū)動及轉(zhuǎn)向的驅(qū)動單元，使AGV車輛能夠完成任意方向的平面運動。

單輪驅(qū)動?Sole-wheel?driving

只有一套驅(qū)動單元的驅(qū)動方式。

雙輪驅(qū)動?Dual-wheel?driving

有兩套驅(qū)動單元的驅(qū)動方式。

多輪驅(qū)動?Multi-wheel?driving

有兩套以上驅(qū)動單元的驅(qū)動方式。

車輪承載能力?Wheel?load?capacity

車輪能夠承受的額定重量。

前進(jìn)?Forward

AGV車輛沿車頭方向向前運動。

后退?Backward

AGV車輛沿車頭方向向后運動

側(cè)移?Crabwise

AGV車輛保持航向不變，向兩側(cè)平行運動。

轉(zhuǎn)彎?Turnning

是指改變AGV車輛的航向角。

自旋?Rotating

AGV車輛參考點處的轉(zhuǎn)彎半徑為0；通常是指差速或全方位驅(qū)動型AGV。

制動器?Braker

驅(qū)動電機或移載機構(gòu)電機的剎車裝置。

研究方法

AGV路線優(yōu)化和實時調(diào)度是當(dāng)前AGV領(lǐng)域的一個研究熱點。實用中，人們采用的方法主要有：

1．?dāng)?shù)學(xué)規(guī)劃方法

為AGV選擇最佳的任務(wù)及最佳路徑，可以歸納為一個任務(wù)調(diào)度問題。數(shù)學(xué)規(guī)劃方法是求解調(diào)度問題最優(yōu)解的傳統(tǒng)方法，該方法的求解過程實際上是一個資源限制下的尋優(yōu)過程。實用中的方法主要有整數(shù)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、petri方法等。在小規(guī)模調(diào)度情況下，這類方法可以得到較好的結(jié)果，但是隨著調(diào)度規(guī)模的增加，求解問題耗費的時間呈指數(shù)增長，限制了該方法在負(fù)責(zé)、大規(guī)模實時路線優(yōu)化和調(diào)度中應(yīng)用。

2．仿真方法

仿真方法通過對實際的調(diào)度環(huán)境建模，從而對AGV的一種調(diào)度方案的實施進(jìn)行計算機的模擬仿真。用戶和研究人員可以使用仿真手段對某些調(diào)度方案進(jìn)行測試、比較、監(jiān)控，從而改變和挑選調(diào)度策略。實用中采用的方法有離散事件仿真方法、面向?qū)ο蟮姆抡娣椒ê?維仿真技術(shù)，有許多軟件可以用于AGV的調(diào)度仿真，其中，Lanner集團的Witness軟件可以快速建立仿真模型，實現(xiàn)仿真過程三維演示和結(jié)果的分析處理。

3．人工智能方法

人工智能方法把AGV的調(diào)度過程描述成一個在滿足約束的解集搜索最優(yōu)解的過程。它利用知識表示技術(shù)將人的知識包括進(jìn)去，同時使用各種搜索技術(shù)力求給出一個令人滿意的解。具體的方法有專家系統(tǒng)方法、遺傳算法、啟發(fā)式算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。其中，專家系統(tǒng)方法在實用中較多采用，它將調(diào)度專家的經(jīng)驗抽象成系統(tǒng)可以理解和執(zhí)行的調(diào)度規(guī)則，并且采用沖突消解技術(shù)來解決大規(guī)模AGV調(diào)度中的規(guī)則膨脹和沖突問題。

由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有并行運算、知識分布存儲、自適應(yīng)性強等優(yōu)點，因此，它成為求解大規(guī)模AGV調(diào)度問題是一個很有希望的方法。目前，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法成功的求解了TSP-NP問題，求解中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能把組合優(yōu)化問題的解轉(zhuǎn)換成一種離散動力學(xué)系統(tǒng)的能量函數(shù)，通過使能量函數(shù)達(dá)到最小而求得優(yōu)化問題的解。

遺傳算法是模擬自然界生物進(jìn)化過程中的遺傳和變異而形成的一種優(yōu)化求解方法。遺傳算法在求解AGV的優(yōu)化調(diào)度問題時，首先通過編碼將一定數(shù)量的可能調(diào)度方案表示成適當(dāng)?shù)娜旧w，并計算每個染色體的適應(yīng)度（如運行路徑最短），通過重復(fù)進(jìn)行復(fù)制、交叉、變異尋找適應(yīng)度大的染色體，即AGV調(diào)度問題的最優(yōu)解。

單獨用一種方法來求解調(diào)度問題，往往存在一定的缺陷。目前，將多種方法進(jìn)行融合來求解AGV的調(diào)度問題是一個研究熱點。如，將專家系統(tǒng)和遺傳算法融合，把專家的知識融入到初始染色體群的形成中，以加快求解速度和質(zhì)量。

總結(jié)說明

首先，給大家兩個英文單詞Navigation（導(dǎo)航），Guidance（導(dǎo)引），這兩個單詞的意思是不一樣的。導(dǎo)航是指確定自身的位置及航向；而導(dǎo)引是根據(jù)目前的位置、航向及理論軌跡來計算下個周期的速度值和轉(zhuǎn)向角度值。有了這個概念后，我們分析一下磁帶導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引或其它形式的“有線”導(dǎo)引。

他們都只能稱為導(dǎo)引，而不叫導(dǎo)航。因為，這些導(dǎo)引方式只需AGV的相對位置，而與全局坐標(biāo)無關(guān)！這也是為什么這類導(dǎo)引的AGV相對簡單的原因：不需要復(fù)雜的導(dǎo)航計算（Dead-reckoning），甚至不需要導(dǎo)引計算，只需根據(jù)傳感器的差分信號進(jìn)行簡單的轉(zhuǎn)向控制。建議朋友們，不再說磁導(dǎo)航，而是叫磁帶導(dǎo)引（MagneticTapeGuidance）和電磁導(dǎo)引也稱線導(dǎo)（WireGuidance）。

AGV的導(dǎo)航/導(dǎo)引技術(shù)多種多樣，不同的場合可采用不同的導(dǎo)引技術(shù)。單一的導(dǎo)引技術(shù)無法覆蓋所有的應(yīng)用：例如在有叉車行駛的場合我們就不宜選用磁帶導(dǎo)引，可選用將導(dǎo)引線埋入地下的電磁導(dǎo)引。

在由于工藝需要，路徑需要經(jīng)常變化的場合，可考慮激光導(dǎo)引；在路徑復(fù)雜的場合應(yīng)盡量考慮“無線”方式（激光，陀螺），因為“有線”模式，只能是真正地理意義上的“路”，而“無線”模式的路徑是虛擬的，可以重疊，交叉，可以亂得象一團麻，而即使這樣，AGV的運行在系統(tǒng)的調(diào)度下也是有序的，路徑的選擇也是最優(yōu)的，所謂“條條大路通羅馬”。AGV就能象汽車一樣，在受到前方車輛阻擋時還能夠找到其它的路徑，從而提升AGV系統(tǒng)的作業(yè)效率。

工作原理

AGV變頻器主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，agv變頻器的主電路大體上可分為兩類[1]:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的agv變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。?它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。??

（1）整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運轉(zhuǎn)。??

（2）平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。??

（3）逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形。??

agv控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護(hù)電路”組成。??

（1）運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。??

（2）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。??

（3）驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。??

（4）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器 - tg、plg等的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。??

（5）保護(hù)電路:檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。

主控芯片

在選擇主控芯片的過程中，存在以下兩種方案，而且均可行：

第一種方案是以凌陽61為主要的邏輯控制芯片，并輔以DSP5502，主要是以DSP數(shù)字處理的高速性來配合傳感器進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)采集。但是問題是DSP通用的輸入輸出口比較缺乏（僅有2個），需要額外的添加FPGA或CPLD進(jìn)行輸入輸出口的擴展。而且紅外光電開關(guān)的反應(yīng)速度一般比較低（一般大于0.5毫秒），采樣頻率只要大于2KHz就能滿足實際的要求。

第二種方案是主要以凌陽61單片機直接實現(xiàn)。因為該單片機內(nèi)分別置有8路和2路的ADC和DAC，這樣就減少了外接數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。而且它具有豐富的輸入輸出端口更易于擴展，而且凌陽61的開發(fā)板具有現(xiàn)成的語音模塊，通過相應(yīng)的語音采集與播報程序即可使其運行。

并且集成的開發(fā)環(huán)境中擁有很多的語音函數(shù)，因此實現(xiàn)語音播放功能比較簡單，再加單片機可以實現(xiàn)它的在線調(diào)試，不僅提高了開發(fā)的效率，而且提高了調(diào)試的效率。

經(jīng)過反復(fù)綜合的考慮，以及為了滿足現(xiàn)實的要求，不僅降低成本而且降低難度的要求，最終選擇第二種方案。