專利名稱：Agv紅外光電導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)導(dǎo)引設(shè)備，尤其涉及一種AGV紅外光電導(dǎo)向裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的AGV自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車大都采用激光導(dǎo)弓丨、慣性導(dǎo)弓丨、電磁導(dǎo)弓丨、磁釘導(dǎo)引等導(dǎo)引技術(shù)。根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息計(jì)算當(dāng)前的位置和路徑信息，并根據(jù)計(jì)算出的位置和路徑信息計(jì)算相應(yīng)控制量，并輸出控制電壓到伺服控制器，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行，從而達(dá)到路徑跟蹤的目的。特別是對于控制精度要求高的AGV，采集的路徑信息和算法的分析 發(fā)無人運(yùn)輸車的前提。申請?zhí)枮?00810050826. 3的中國專利公開了一種磁導(dǎo)引傳感器的裝置和對軌道信息的數(shù)據(jù)采集方法，磁導(dǎo)引傳感器是由η個(gè)平行排列等距離分布的磁檢測元件組成，各個(gè)不同的磁元件代表檢測任務(wù)的不同，包括環(huán)境磁檢測、定位磁檢測、溫度檢測等，對檢測到的磁信號應(yīng)用霍爾器件進(jìn)行放大并通過串行通信端口發(fā)送到控制單元從而實(shí)現(xiàn)對路徑信息的檢測。申請?zhí)枮?00520022576. 4的的中國專利公開了一種具有位置檢測功能的導(dǎo)引裝置，通過安裝在AGV運(yùn)輸車底部的一對對稱電磁尺對運(yùn)輸車行駛路徑設(shè)置的左右兩列磁釘?shù)臋z測確定AGV的位置信息，從而達(dá)到控制AGV導(dǎo)向的目的。利用激光掃描頭發(fā)出激光信號，需要在路徑的周圍布置安裝反光板采集信號，且在激光板和反光板直接不能夠有障礙物的存在，整體上對環(huán)境的要求高，施工量大，成本聞。電磁導(dǎo)引裝置利用埋設(shè)在路面以下的電磁裝置產(chǎn)生的電磁頻率的不同實(shí)現(xiàn)對AGV導(dǎo)向的控制，但是埋設(shè)在地下的電磁導(dǎo)引帶在改變路徑時(shí)會帶來極大地不便，且在埋設(shè)路線的位置，路面的平整性和外觀質(zhì)量都將受到不同程度的影響，且車間的電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾都將對采集信號的精度產(chǎn)生極大的影響。慣性導(dǎo)引技術(shù)需要在AGV上設(shè)置陀螺儀，陀螺儀需要在恒溫下才能夠工作，這樣就需要增加一套恒溫設(shè)備，結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于物流運(yùn)輸系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)引車中對信號采集分析并控制自動(dòng)導(dǎo)引車循跡的光學(xué)導(dǎo)引檢測裝置。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，特點(diǎn)是包括紅外發(fā)射器、紅外接收器、緩沖驅(qū)動(dòng)器和主控制單元，紅外接收器經(jīng)電壓比較器接入至主控制單元，電壓比較器上設(shè)有電壓調(diào)節(jié)電阻，主控制單元上連接譯碼器，譯碼器連接緩沖驅(qū)動(dòng)器，緩沖驅(qū)動(dòng)器上設(shè)有光強(qiáng)可調(diào)電阻，緩沖驅(qū)動(dòng)器經(jīng)掃描指示燈連接紅外發(fā)射器，主控制單元上設(shè)有通信串口。[0011]進(jìn)一步地，上述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其中，所述主控制單元上設(shè)有啟停開關(guān)和復(fù)位開關(guān)。更進(jìn)一步地，上述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其中，所述紅外發(fā)射器由兩排間隔分布的紅外發(fā)射管組成。再進(jìn)一步地，上述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其中，所述所述紅外接收器由一排間隔分布的紅外接收管組成。再進(jìn)一步地，上述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其中，所述主控制單元采用型號為STC11F04E 的芯片。本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在本實(shí)用新型紅外光電導(dǎo)向裝置對車體相對導(dǎo)引路線的偏移量的檢測，可實(shí)現(xiàn)對任意寬度的導(dǎo)引帶的計(jì)算和測距，對傳感器中間的單個(gè)跳變點(diǎn)進(jìn)行檢測，并祛除跳變點(diǎn)，對傳感器部分區(qū)域偏離導(dǎo)引路徑進(jìn)行檢測，并測出實(shí)際偏移量。對紅外光線的接收強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，·從而實(shí)現(xiàn)對不同光強(qiáng)的紅外光線的檢測，進(jìn)而可以對反光材料不同的導(dǎo)引路徑均可以實(shí)現(xiàn)檢測。紅外光電傳感器設(shè)置可以啟動(dòng)停止開關(guān)，可以根據(jù)需要啟動(dòng)停止傳感器，從而減少掃描的時(shí)間，延長傳感器的使用壽命。傳感器的布局米用M型的布局方式,且尾端米用弧形結(jié)構(gòu)，從而在轉(zhuǎn)彎時(shí)對轉(zhuǎn)角的路徑信息也可以實(shí)現(xiàn)精確采集，從而提高路徑檢測的精度。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖I :本實(shí)用新型的構(gòu)造示意圖；圖2 :紅外發(fā)射器和紅外接收器的布置示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，包括紅外發(fā)射器12、紅外接收器8、緩沖驅(qū)動(dòng)器9和主控制單元4，紅外接收器8經(jīng)電壓比較器7接入至主控制單元4，主控制單元4采用型號為STC11F04E的芯片，電壓比較器7上設(shè)有電壓調(diào)節(jié)電阻6，主控制單元4上連接譯碼器5，譯碼器5連接緩沖驅(qū)動(dòng)器9，緩沖驅(qū)動(dòng)器9上設(shè)有光強(qiáng)可調(diào)電阻10，緩沖驅(qū)動(dòng)器9經(jīng)掃描指示燈11連接紅外發(fā)射器12，主控制單元4上設(shè)有通信串口 I、啟停開關(guān)2和復(fù)位開關(guān)3，如圖2所示，紅外發(fā)射器12由兩排間隔分布的紅外發(fā)射管13組成，紅外接收器8由一排間隔分布的紅外接收管14組成。在測量路徑信息時(shí)，首先啟動(dòng)啟停開關(guān)2，接通電源，主控制單元4發(fā)出掃描信號，掃描信號經(jīng)過譯碼器5譯碼之后發(fā)送到緩沖驅(qū)動(dòng)器9，經(jīng)過緩沖驅(qū)動(dòng)器9的電壓調(diào)節(jié)之后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器12發(fā)射紅外光線，點(diǎn)亮掃描指示燈11，作為紅外接收器8的點(diǎn)亮指示信號，反光導(dǎo)引路徑將接收到的紅外光電信號反射，紅外接收器8接收到紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過電壓比較器7的比較后，若電壓高于比較電壓的峰值，則發(fā)送出高電平從而導(dǎo)通接收電路，否則送低電平。主控制單元4對接收電路引腳電壓進(jìn)行掃描檢測，然后將檢測到的電壓信號通過主控制單元4轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并通過通信串口發(fā)送出去；當(dāng)掃描指示燈11點(diǎn)亮，但是紅外接收器8沒有接收到電壓信號，則調(diào)節(jié)光強(qiáng)可調(diào)電阻10對光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使接收電路導(dǎo)通電壓達(dá)到可檢測的范圍內(nèi)，同樣，在檢測紅外光線的過程中，周圍環(huán)境的變化光線的反射強(qiáng)度會隨之發(fā)生變換，通過對光強(qiáng)可調(diào)電阻10的調(diào)節(jié)對光強(qiáng)的調(diào)節(jié)；不同的光線的強(qiáng)度不同，產(chǎn)生的光電效應(yīng)也是不同的，導(dǎo)通的電壓也是不同的，當(dāng)導(dǎo)引路徑的材料改變的時(shí)候，調(diào)節(jié)電壓比較器的電壓調(diào)節(jié)電阻6，使電壓的測量范圍改變，實(shí)現(xiàn)對不同材料的導(dǎo)引路徑進(jìn)行檢測。AGV的紅外光電導(dǎo)向裝置，其安裝在AGV運(yùn)輸車的前后兩端的底部，通過其裝置的紅外發(fā)射器12發(fā)射紅外光線和紅外接收器8所接收到的光點(diǎn)序列確定AGV相對導(dǎo)引路線的位置信息，得到的AGV的位置信息與控制板進(jìn)行通信，從而控制AGV沿著導(dǎo)向路徑循跡。具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、計(jì)算簡便、設(shè)計(jì)及改變路徑容易，且對環(huán)境的適用能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)車間的自動(dòng)運(yùn)輸車的路徑檢測。紅外光電導(dǎo)向傳感器的發(fā)射管和接收管布局如圖2所示，采用的二極管的錯(cuò)落布置的布局可以使紅外接收管14充分接收到紅外發(fā)射管13的光線，帶有一定弧度的尾翼可以在轉(zhuǎn)彎的過程中充分掃描到反光導(dǎo)引帶，當(dāng)紅外發(fā)射管13發(fā)射紅外線經(jīng)過反光帶的發(fā)射之后，紅外接收管14接收到光電序列經(jīng)過主控單元的處理，可以得到位置信息。左右八個(gè)光電二極管分別與主控板上的控制器的電壓比較器相互連接，電壓比較器將采集到的電壓信號發(fā)送到主控板的引腳，主控板通過對引腳的掃描檢測出導(dǎo)通與否，通過上述一系列的變換，可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。對導(dǎo)引帶寬度的檢測，在啟動(dòng)導(dǎo)引車之前，先啟動(dòng)光電導(dǎo)向傳感器，因?yàn)樵诔跏蓟奈恢?，AGV處于導(dǎo)引線的中央，所以光電導(dǎo)向傳感器處于導(dǎo)引帶的正上方，且導(dǎo)引帶的兩邊均在光電導(dǎo)向傳感器的范圍之內(nèi)，所以根據(jù)光電導(dǎo)向傳感器接收到的反射光計(jì)算出導(dǎo)引帶的寬度。光電傳感器的左側(cè)燈經(jīng)過導(dǎo)引線反射電壓的點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)為a，光電導(dǎo)向傳感器的右側(cè)燈經(jīng)過導(dǎo)引線反射電壓點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)為b個(gè)，反光導(dǎo)引帶的距離L=a+b，此處的L為光電接收二極管被點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)，也就是導(dǎo)引帶的寬度由光電接收管的個(gè)數(shù)衡量，對導(dǎo)引帶反射光電中單個(gè)跳變暗點(diǎn)的檢測，并去除，·[0029]此種去除暗點(diǎn)的方法在以下的情況中都采用；在對接收光電二極管產(chǎn)生的反射光電進(jìn)行掃描檢測的過程中，取左邊光電二極管為例，如果L[I]燈點(diǎn)亮，而第L[I+1]個(gè)燈未點(diǎn)亮，第L[I+2]個(gè)燈點(diǎn)亮，則在此處可以認(rèn)為第L[I+1]個(gè)燈應(yīng)該被點(diǎn)亮，但是沒有被點(diǎn)亮；則此處L[I+1]視為單個(gè)跳變暗點(diǎn)，在計(jì)算時(shí)候?qū)⑵湟暈辄c(diǎn)売;同理，當(dāng)右邊光電二極管出現(xiàn)此種情形的時(shí)候，也用此種方法去除單個(gè)跳變暗占.對導(dǎo)引帶都處于紅外光電導(dǎo)向傳感器的范圍之內(nèi)的時(shí)候?qū)ζ凭嚯x的測量，紅外光電傳感器的左側(cè)燈經(jīng)過導(dǎo)引線反射電壓點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)為I，紅外光電導(dǎo)向傳感器的右側(cè)的燈經(jīng)過導(dǎo)引路線反射電壓點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)為J，并按照圖2所示將每一個(gè)點(diǎn)亮的燈標(biāo)記下來；通過對傳感器的位置編號的權(quán)重(W)和位置信息⑴可以計(jì)算出偏移量信息；設(shè)置傳感器的從左向右的傳感器接收管的權(quán)重分別是(L7，_7)，(L6，_6)，(L5, -5), (L4, -4), (L3，-3)，(L2，-2)，(LI,-I), (L0，O)，(R0，0)，(Rl, I), (R2，2)，(R3, 3), (R4, 4), (R5, 5), (R6, 6), (R7，7)，位置 X 分別為-7，，-6，-5，-4，-3，-2，-1，O，O，1，2，3，4，5，6，7，則可以通過以下的權(quán)重公式就算出偏移量；
Weight = (L7k (—7)) + (16X (-6)) + (L5 x (-5)) + (ΙΑ χ (—4)) + (￡3χ (—3)) +(I- 2 χ (-2)) + (LI χ (—1)) + (￡0 χ (-0)) + (MO χ O) + (Λ1χ1) + (Λ2κ2)+ ⑴
(M3 χ 3) + (Λ4 χ 4) + (Λ5 χ 5) + (R6 χ6) + (R7 χ 7)X=L7+L6+L5+L4+L3+L2+L1+L0+R0+R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7 (2)E=ff/X (3)Error=E (4)則光電導(dǎo)向傳感器的偏移距離Ad=ErrorXd，其中d為兩個(gè)光電接收二極管之間的距離，為一個(gè)固定值；其中Δ d為負(fù)數(shù)表不光電傳感器偏移向左，當(dāng)Δ d為正數(shù)時(shí)表不光電傳感器的偏移向右，同理，導(dǎo)引車的偏移距離為光電傳感器的距離；當(dāng)光電傳感器的二極管右邊點(diǎn)亮個(gè)數(shù)為Rl，左邊點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)為O的時(shí)候，如果Rl的數(shù)值小于L時(shí)候，說明光電導(dǎo)向傳感器偏向?qū)б龓У淖髠?cè)，根據(jù)圖2所示將每一個(gè)點(diǎn)亮的燈標(biāo)記下來；設(shè)置傳感器右側(cè)二極管的最左側(cè)一個(gè)點(diǎn)亮的二極管的標(biāo)志位R[i]，則可以設(shè)定最右側(cè)一個(gè)點(diǎn)亮的燈為R[i+L]，則紅外導(dǎo)引傳感器的偏移距離為Ad=[-i_(i+L)]Xd，其中d為兩個(gè)光電接收二極管之間的距離，為一個(gè)固定值；同理，當(dāng)紅外導(dǎo)向傳感器左側(cè)二極管點(diǎn)亮個(gè)數(shù)為LI，而右側(cè)點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)為O的時(shí)候，如果LI的數(shù)值小于L時(shí)候，說明光電導(dǎo)引傳感器偏向?qū)б龓У挠覀?cè)，根據(jù)圖2所示將每一個(gè)點(diǎn)亮的燈標(biāo)記下來；設(shè)置傳感器左側(cè)二極管的最右側(cè)一個(gè)點(diǎn)亮的二極管的標(biāo)志位L[i]，則可以設(shè)定最左側(cè)一個(gè)點(diǎn)亮的燈為L[i+L]，則紅外導(dǎo)引傳感器的偏移距離為Ad=[i+(i+L)]Xd，其中d為兩個(gè)光電接收二極管之間的距離，為一個(gè)固定值；對采集到的跳變點(diǎn)的去除；在紅外傳感器的測距過程中，如果測距的變換是以單個(gè)傳感器的距離為單位跳變，如果Λ d[i+l] = Λ d[i] ±d，則傳感器讀取的數(shù)據(jù)是平滑變換的，如果Λ d變換過大則將其視為外部干擾將其去除。經(jīng)過上述算法的處理，得到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，可以作為導(dǎo)引車的導(dǎo)引參考數(shù)據(jù)。綜上所述，本實(shí)用新型紅外光電導(dǎo)向裝置對車體相對導(dǎo)引路線的偏移量的檢測，可實(shí)現(xiàn)對任意寬度的導(dǎo)引帶的計(jì)算和測距，對傳感器中間的單個(gè)跳變點(diǎn)進(jìn)行檢測，并祛除跳變點(diǎn)，對傳感器部分區(qū)域偏離導(dǎo)引路徑進(jìn)行檢測，并測出實(shí)際偏移量。對紅外光線的接收強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對不同光強(qiáng)的紅外光線的檢測，進(jìn)而可以對反光材料不同的導(dǎo)引路徑均可以實(shí)現(xiàn)檢測。紅外光電傳感器設(shè)置可以啟動(dòng)停止開關(guān)，可以根據(jù)需要啟動(dòng)停止傳感器，從而減少掃描的時(shí)間，延長傳感器的使用壽命。傳感器的布局米用M型的布局方式,且尾端采用弧形結(jié)構(gòu)，從而在轉(zhuǎn)彎時(shí)對轉(zhuǎn)角的路徑信息也可以實(shí)現(xiàn)精確采集，從而提高路徑檢測的精度。[0052]需要強(qiáng)調(diào)的是以上僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是 據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其特征在于包括紅外發(fā)射器(12)、紅外接收器(8)、緩沖驅(qū)動(dòng)器(9)和主控制單元(4)，紅外接收器(8)經(jīng)電壓比較器(7)接入至主控制單元(4)，電壓比較器(7 )上設(shè)有電壓調(diào)節(jié)電阻(6 )，主控制單元(4 )上連接譯碼器(5 )，譯碼器(5 )連接緩沖驅(qū)動(dòng)器(9)，緩沖驅(qū)動(dòng)器(9)上設(shè)有光強(qiáng)可調(diào)電阻(10)，緩沖驅(qū)動(dòng)器(9)經(jīng)掃描指示燈(11)連接紅外發(fā)射器(12)，主控制單元(4 )上設(shè)有通信串口( 1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其特征在于所述主控制單元(4)上設(shè)有啟停開關(guān)(2)和復(fù)位開關(guān)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其特征在于所述紅外發(fā)射器(12)由兩排間隔分布的紅外發(fā)射管組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其特征在于所述紅外接收器(8)由一排間隔分布的紅外接收管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，其特征在于所述主控制單元(4)采用型號為STC11F04E的芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及AGV紅外光電導(dǎo)向裝置，主控制單元上連接譯碼器，譯碼器連接緩沖驅(qū)動(dòng)器，緩沖驅(qū)動(dòng)器上設(shè)有光強(qiáng)可調(diào)電阻，緩沖驅(qū)動(dòng)器經(jīng)掃描指示燈連接紅外發(fā)射器，紅外接收器接收反射后的紅外信號，經(jīng)電壓比較器接入至主控制單元，電壓比較器上設(shè)有電壓調(diào)節(jié)電阻，得到的路徑信息通過主控制單元上的通信串口發(fā)送。紅外光電導(dǎo)向裝置對車體相對導(dǎo)引路線的偏移量的檢測，實(shí)現(xiàn)對任意寬度的導(dǎo)引帶的計(jì)算和測距，對傳感器中間的單個(gè)跳變點(diǎn)進(jìn)行檢測，并祛除跳變點(diǎn)，對傳感器部分區(qū)域偏離導(dǎo)引路徑進(jìn)行檢測，并測出實(shí)際偏移量。對紅外光線的接收強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對不同光強(qiáng)的紅外光線的檢測，進(jìn)而對反光材料不同的導(dǎo)引路徑均可實(shí)現(xiàn)檢測。
文檔編號G05D1/02GK202795056SQ201220469698
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者王偉, 王峰, 劉勝明, 羅敏, 邱啟明 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)永動(dòng)工業(yè)設(shè)備有限公司