張松林 李美 顧海洋

摘要

我們所說的AGV，又可以稱之為自動導(dǎo)向車，其主要工作原理是運用CCD采集路面上的有效信息，然后利用先進的計算機技術(shù)對相關(guān)圖像加以識別，緊接著可以以某路段的路徑標(biāo)線和車輛往來有效掌握位置之間存在的偏差和車輛的主要行駛方向，目的是有效確保AGV可以沿著既定的路徑目標(biāo)運行。此種運行方式相較于傳統(tǒng)的電磁導(dǎo)引模式，對于路徑在引導(dǎo)方面的優(yōu)勢更加明顯，即：簡單、高效、靈活、性價比高，容易進行檢修和維護。特別是近些年來，伴隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷應(yīng)用，對于AGV的視覺導(dǎo)引的研究已經(jīng)成為重要的課題。

【關(guān)鍵詞】AGV 視覺導(dǎo)引 路徑識別 路徑跟蹤

在AGV以往的控制流程中，主要運用PID控制控制原理，此種控制方法的局限性在于其運算的精準程度完全依靠相關(guān)參數(shù)的精準性進行決定，但是普通類型的PID控制器的參數(shù)是不容易予以確認的，因此，現(xiàn)階段很多專家開展投入新的研究模式，希望用更為簡單有效的方法實現(xiàn)對PID的控制。

1 AGV視覺導(dǎo)引路徑控制系統(tǒng)總體框架

就整個系統(tǒng)的發(fā)展情況而言，運用以太網(wǎng)為基礎(chǔ)展開的局域網(wǎng)已經(jīng)逐漸成為所有設(shè)備進行信息傳輸?shù)挠行浇?，特別是運用了C/S結(jié)構(gòu)之后，也就是Client/Server（客戶機/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，這是一項被廣大人民所熟知并且經(jīng)利用的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不斷整合優(yōu)化分配各項任務(wù)，有效減小整個系統(tǒng)運行成本。就現(xiàn)階段的發(fā)展而言，大多數(shù)利用的主控臺是Server，與之相聯(lián)系的客戶端、AGV小車和工作臺則分別為Client，主控臺和各個客戶端之間的相關(guān)性完成信息之間的相互傳遞工作。在整個文章中主要圍繞智能手機帶有的Android系統(tǒng)和掌上APP功能，根據(jù)不同地段小車停靠的實際需要對相關(guān)客戶臺依次完成編號，并以周圍特定物體為參照為u，精確計可行路段的最佳道路選擇，并把有效信息反饋給主控臺，如此主控臺可以對小車的運行做好合理安排。

2 AGV路徑控制模塊

2.1 AGV小車無線通信設(shè)計

在進行優(yōu)化設(shè)計的過程中，想要充分發(fā)揮出AGV小車的無線通信功能，就要不間斷的像主控臺反饋本身所在位置的有效信息和一些帶有誤導(dǎo)性的信息，與此同時，還要不間斷的接收主控臺服務(wù)器帶來的指示信息。這樣，小車就可以通過這些信息不斷優(yōu)化運行路徑。其中，想要完成小車的無線通信環(huán)節(jié)，需要控制好中心部位的迷你PC，可以利用無線網(wǎng)卡，把有效信息傳送到主服務(wù)器上。通常都會安裝Linux系統(tǒng)，這樣方便在小車啟動的過程中準確發(fā)送自己的編號和主要位置，與此同時，還方便介紹主控臺傳輸過來的路徑指示。如果運行階段因為特殊情況的出現(xiàn)需要更換路徑，那么小車在接收到主控臺更改指示之后，按規(guī)定要求運行。另外，PC所具備的另一個功能是利用高清攝像頭獲取相關(guān)位置信息，實現(xiàn)對小車的實時定位。

2.2 主控臺服務(wù)器部分

2.2.1 與AGV小車的通信

通常會運用有序排列的形式對AGV小車進行編號，還要做好實時監(jiān)聽工作，保證有新的小車加入時可以及時發(fā)現(xiàn)，在服務(wù)器上顯示有新的小車加入，系統(tǒng)會自動對其進行編號。并且會對每一個新啟動的小車進行路徑的初始規(guī)劃，接收小車反饋回來的信息，包括為小車重新規(guī)劃路徑等。

2.2.2 與工作臺的通信

對于工作臺的把握要點是，需要進行實時更新和維護，在小車實際運行的時候，每一個工作天都需要一個對應(yīng)編號，如此方便主服務(wù)器做好確認工作。不同的工作臺都需要一個與之相對應(yīng)的坐標(biāo)，換言之，就是工作臺實際運行階段所處在的準確位置。當(dāng)主控臺接收到監(jiān)聽信息的時候，不同編號的工作臺會準確判定小車的實際位置，并規(guī)劃出合適的路徑。

2.2.3 與Android客戶端的通信

當(dāng)系統(tǒng)接收到Android客戶端的連接請求的時候，就要建立相關(guān)的管理體系。當(dāng)產(chǎn)生有效連接之后，可以完全用手監(jiān)測到小車全部的信息，并隨著時間的推移完成自動更新環(huán)節(jié)。這個時候如果主控臺的服務(wù)器接收到客戶端關(guān)于小車路徑相關(guān)的信息，首先要做的就是對小車當(dāng)前位置進行確定，并將信息更新到客戶端有效位置。

3 路徑跟蹤

有關(guān)AGV系統(tǒng)對路徑標(biāo)線位置的跟蹤控制一般會選擇運用PID控制器、最優(yōu)控制器、模糊控制器等方式。我們都知道，AGV本身帶有極大的延遲特點的非線性時變系統(tǒng)，幾乎無法做到進行準確無誤的數(shù)學(xué)建模，所以，進行操作的時候運用模糊控制器是最佳選擇。主要以駕駛員的實踐為主要依據(jù)，憑借多年經(jīng)驗多車體和路徑之間的相對位置進行準確的判斷，發(fā)現(xiàn)過程中出現(xiàn)偏差，應(yīng)該立刻調(diào)整車體回到正確軌道上。駕駛員在進行相關(guān)調(diào)整階段，需要注意的是，必須提前在前方路徑上選好一個標(biāo)注點，并不斷把小車的運行方向沿著標(biāo)準點靠攏。對于期望點的選取與當(dāng)前車體和路徑的相對偏差存在很大關(guān)聯(lián)性。也就是說，如果車體在運行過程中和路徑之間的距離偏差大于e，也就代表期望點越遠，反之，越近，具體見圖1。

其中，最常用的粒子群算法（PSO），屬于一種高端智能算法。進行PSO優(yōu)化計算的過程中，在每一個被優(yōu)化的系統(tǒng)中都可以當(dāng)成D維搜索空間中的一個粒子。存在于搜索空間的粒子處于飛快運行的狀態(tài)，當(dāng)然對于這個速度的有效把控，還必須根據(jù)其自身有效的飛行速度和長時間的飛行經(jīng)驗予以調(diào)整。不同粒子之間也有優(yōu)劣之分，在優(yōu)化的過程中要選取目標(biāo)函數(shù)當(dāng)作適應(yīng)值。PSO的主要運作優(yōu)勢表現(xiàn)為：可以優(yōu)化解決粒子群存在的問題，找到適應(yīng)值，通過多次反復(fù)比較找到最有效的解決措施。粒子可以通過個體最優(yōu)解和全局最優(yōu)解實現(xiàn)對系統(tǒng)本身的更新，實現(xiàn)從空間完成搜索最優(yōu)解的目的。

我們所說的適度值就是在粒子群完成更新進化的過程中不斷得以更新粒子位置的衡量標(biāo)準，因此，必須做好對目標(biāo)函數(shù)值的選取。因為在整個系統(tǒng)中ITAE準則運用的具體明顯的優(yōu)勢，因此，選取目標(biāo)函數(shù)的過程中都必須要含有ITAE準則，還要調(diào)整好系統(tǒng)超調(diào)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文對于AGV系統(tǒng)的運用，有效解決了傳統(tǒng)AGV路徑運行模式和路徑單一，無法靈活調(diào)度的問題，對AGV小車實現(xiàn)智能化發(fā)展具有劃時代的偉大意義。

參考文獻

[1]易弘.AGV視覺導(dǎo)航研究[J].國外電子測量技術(shù)，2010，2（03）：44-46.

[2]焦俊，陳無畏，王繼先等.基于RBF在線辨識的AGV轉(zhuǎn)向單神經(jīng)元PID控制[J].儀器儀表學(xué)報，2008，29（07）：1431-1435.

[3]樊凱，李暉，李娜.Android操作系統(tǒng)與應(yīng)用開發(fā)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.