[发明专利]工业AGV激光扫描避障系统

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化技术领域，具体涉及一种工业AGV激光扫描避障系统。

背景技术

随着工业自动化程度的提升，自动化立体仓库、自动搬运装卸产线的广泛应用,AGV(Automatic Guided Vehicle)即自动导引车作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段,其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。

为了保障AGV运输途中行驶安全,防止意外事故造成对人员安全、工业设备的伤害，其避障功能是必不可少的核心功能之一。由于AGV运输小车实际工作场所的不确定性、工作环境的复杂性，对避障装置的可靠性、柔性都有很大要求。在多数应用环境中要求避障装置能够有可调节的安全范围以及对障碍物识别的准确性，避免因为误判而致使AGV小车不必要的停止重启，导致系统效率的降低、甚至人员和设备的损害。

现有AGV小车的避障传感器有分布式超声波传感器、分布式红外传感器、激光雷达等。分布式超声传感器即在AGV周围放置多个超声波传感器来检测AGV的障碍状态，然而超声波传感器因易受工业环境的影响，可靠性较低，其本身的算法特性以及环境导致的回波和杂波的滤波算法会影响其实时响应的实效性，并且范围有限，各个传感器间的声波影响也是不可避免的；分布式红外传感器安装方式与分布式超声波传感器类似，但红外传感器感应距离与受光强度影响较大，并且其本身感应距离较小一般不可在线调整，配置柔性较差；激光雷达采用机械旋转的高速激光测量来监测AGV周围的障碍状态，具有测量距离远、测量范围大、可靠性高、受环境影响小等优点，但价格昂贵，对于中低速AGV来说成本太高。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术存在的可靠性差、柔性差以及成本高等问题，本发明提出了一种工业AGV激光扫描避障系统。

本发明的技术方案是：一种工业AGV激光扫描避障系统，包括

至少一避障装置，用于在设定角度范围内进行周期扫描测距；所述避障装置包括舵机、云台和激光扫描器；所述激光扫描器用于采用激光传感器测量障碍距离数据，其安装在所述云台上；所述云台用于固定所述激光扫描器，其搭载在所述舵机的驱动轴上；所述舵机用于根据控制信号通过驱动轴驱动所述云台和激光扫描器在设定角度范围内进行周期性转动；

控制子系统，用于根据所述避障装置采集的数据生成控制信号对所述避障装置进行控制；所述控制子系统包括一AGV主控制器和一AGV从控制器，所述AGV主控制器用于避障决策控制、对避障报警进行实时响应及对避障报警解除恢复处理；所述AGV从控制器用于根据所述AGV主控制器的避障决策控制指令控制所述避障装置的舵机在设定角度范围内进行周期性转动，同时接收所述避障装置的激光扫描器采集的距离数据并上传至AGV主控制器。

进一步地，所述AGV主控制器用于避障决策控制包括避障通道选择和避障参数更新；所述避障参数包括舵机扫描范围和安全距离阀值，所述舵机扫描范围包括舵机转动绝对角度的最大角度值和最小角度值。

进一步地，所述控制子系统与所述避障装置采用Can总线、EtherCAT、串型通讯连接。

进一步地，所述控制子系统的AGV从控制器通过至少一组激光扫描器通讯接口和PWM信号接口分别与每个所述避障装置的激光扫描器和舵机连接。

进一步地，所述控制子系统用于根据所述避障装置采集的数据生成控制信号对所述避障装置进行控制具体包括以下分步骤：

S1、利用AGV主控制器选择使能一路避障通道，并将避障参数传输至AGV从控制器；

S2、利用AGV从控制器接收步骤S1中AGV主控制器传输的避障参数，并进行拷贝更新；

S3、利用AGV从控制器判断是否切换避障通道；若是，则切换避障通道，更新避障检测初始状态，进行下一步骤；若否，则进行下一步骤；

S4、利用AGV从控制器对避障通道进行避障检测，同时更新报警状态并传输至AGV主控制器。

进一步地，所述利用AGV从控制器对避障通道进行避障检测具体为控制所述避障装置的舵机在设定角度范围内进行周期性转动，同时接收所述避障装置的激光扫描器采集的距离数据，根据距离数据进行避障报警。

进一步地，所述根据距离数据进行避障报警具体为

设定报警状态的初始状态为状态1，判断距离数据是否小于设定的安全阈值；若是，则更新报警状态为警报发生并传输至AGV主控制器，同时记录当前阻挡周期并跳转至状态2；若否，则保持当前状态；