AGV及其控制系统

　　AGV是自动引导运输车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写，是指装备有光学或电磁等自动导引装置，能沿规定路径行驶的自动运输小车，同时还具备安全保护装置、各种移载装置及可编程控制，以电池为主要动力，进行非接触式导引，能够根据给定的起点和终点，在无人干预的情况下，准确安全的驶向目的地，从而完成给定的各种任务。

　　根据不同的使用情况，AGV的结构会有所差别，但通常都包括以下几个部分：

　　1、 车体

　　车体为钢结构件，主要提供支架系统和各种设备的安装平台，要求有一定的强度和刚度，能够支撑满足AGV的机械要求，可以有多种多样的车体形式。

　　2、 导航定位系统

　　导航定位系统相当于AGV的眼睛，导引AGV运行并及时纠错，目前常用的导航方式有电磁感应导航、磁感应导航、激光导航、视觉导航、惯性导航、GPS导航及超声波导航等。

　　3、 运动系统

　　运动系统是车轮、减速机、电机、伺服控制区及调速器组成的一个伺服控制系统，由AGV车载控制系统控制，可以实现速度和位置的精准控制，常见的运动方式有单轮驱动转向式、双轮差动驱动式及四全向轮驱动式，单轮驱动转向式和双轮差动驱动式可以实现AGV的前进、后退及转向，四全向轮驱动式还可以实现AGV的侧向运动。

　　4、 控制系统

　　控制系统是AGV的核心，一般包括上位机控制系统（也即中央控制系统）和下位机控制系统（也即AGV车载控制系统）两部分，上位机控制系统负责任务调度、路径规划及交通控制等，下位机控制系统负责完成AGV的任务执行、运动、导航、传感器、充电及安全等各方面的控制，上位机控制系统和下位机控制系统通过通讯系统连接，相互传递信息。

　　5、 通讯系统

　　通讯系统用于AGV单机与上位机控制系统之间收发信息，一般采用无线通信方式，基于TCP/IP协议进行，需要建立一个工业级的无线局域网。

　　6、 安全系统

　　AGV工作环境中通常会有静止或移动的障碍物，必须充分考虑AGV工作时的可靠性及安全性，不仅要保障AGV自身安全，还要保障现场人员及各类设备的安全，通过在AGV上安装各类的传感器（如红外线或超声波监测装置），一旦发现周围有障碍物时，则应控制AGV减速、停止或绕行，并配合声光报警。

　　7、 电源系统

　　电源系统是AGV的动力系统，给系统运行提供能源，种类有铅酸电池、镍镉电池及锂离子电池等，必须能够实现大电流快速充电，并能自动检测电池情况及时反馈给控制系统。

　　宏钺AGV应用是由一套上位机控制系统和多辆AGV构成，上位机控制系统是AGV系统的中央控制系统，是整个AGV系统的大脑，负责管理电子地图，接受任务并采取一定的调度策略分配任务给空闲的AGV，并进行路径规划，通过通信系统发送任务和路径信息给每个AGV，且引导AGV完成任务，同时还要实现车辆运行状态的实时动态监控，并随时对系统出现的各种情况做出及时的处理。

　　二、上位机控制系统功能模块

　　宏钺AGV系统上位机控制系统是整个系统的核心，即使是相同数量的AGV车辆，在不同的上位机控制系统调度下，系统效率可能大不相同，因此，上位机控制系统在初始设计时就尤为关键，宏钺上位机控制系统必须具备如下特点：

　　1、 兼容性好

　　AGV系统上位机控制系统必须保证同企业其他管理系统的兼容，如生产管理系统、仓库管理系统等，为其他管理系统预设数据接口，提供数据共享，从而实现业务的无缝衔接。

　　2、 适应性强

　　由于客户实际情况的复杂性、多变性，因此，宏钺AGV系统上位机控制系统必须做到功能完善，此外还能够灵活设置，当企业需要调整时，AGV系统上位机控制系统应当能做出相应的调整与之相适应。

　　3、 易于扩展

　　要求AGV系统上位机控制系统不仅能够保证系统自身的升级更新还能实现对不同型号AGV的管理。

　　4、 体验性好

　　宏钺AGV系统上位机控制系统简洁、合理、美观、易于操作，体现人机交互的设计理念。

　　宏钺AGV系统上位机控制系统具有以下核心功能模块：

　　1、 地图管理功能

　　环境地图是后续路径规划的基础，环境地图描述的好坏，直接影响着整个AGV系统能否发挥出应有的效率，且越来越多的定位技术依托于环境地图之上，对AGV定位的精度至关重要。

　　目前，在机器人学中，对地图的描述主要有拓扑地图法、栅格地图法及直接表示法等，拓扑地图法不仅建模方便，而且有很多成熟的推理和高效的图形搜索算法可直接应用在拓扑地图中，另外，拓扑地图对存储空间和计算时间要求较低，保证了系统的实时性，效率较高，是大多同类系统的首选。

　　在对环境地图进行建模时，务必保证所建造的图形是连通图，只有这样，从任意节点到任意节点都肯定会有路径可达，另外，为了方便地图的存储和提高搜索算法的效率，所建造的地图在能执行所有分配任务的前提下，要尽量简单、科学合理，单向有权图通常是不错的选择。

　　图在计算机中的表示方法有很多，最常用的是邻接矩阵表示法和邻接表表示法，但这两种方法所需要的计算机存储空间和算法时间复杂度相差极大，采用哪种方式取决于该图是稀疏图还是稠密图，而实际中，AGV系统工作环境地图基本都属于稀疏图，所以大都是采用邻接表的结构来存储地图。