一：agvs介紹
agvs廣泛用於智慧型倉儲，柔性製造和物料運輸，有近百年歷史，其發展軌跡由兩大分支構成：乙個是叉車技術乙個是機械人技術，但兩者目標一致，即實現貨物自動搬運。
agvs系統大致包含單車agv監控排程系統 自動充電系統, 定位和通訊系統等外圍裝置。
agvs應用中的關鍵點大致有：導航與導引 運動控制 路徑規劃與任務排程其他資訊系統（erp、wms 手持終端等）融合 多agv協同工作等
（1）單車agv
單車agv主要包括以下幾個方面。
圖1-1 單車系統
1.機械結構（車身）
2.導航定位系統
用於運動過程中的定位 常見的導航方式有電磁感應和雷射導航等，其中雷射導引在執行區域的周圍放置一定數量的反光鏡，agv通過安裝的雷射掃瞄和接收器接收反射回來的雷射訊號，根據反射光的夾角和時差計算出agv的當前位置，並與計算機上的座標地圖資料比較實現導引。
3.運動系統
運動系統包括減速器、驅動與轉向電機等組成。
4.通訊系統
通訊系統用於agv和排程系統導航系統收發資訊等，一般採用建立無線區域網形式。agv只與排程系統雙向通訊，單車之間一般不相互通訊，通訊協議一般基於tcp/ip協議。
5.防碰撞體統
agv安全措施分為軟體和硬體部分 軟體包括故障檢測和處理 硬體使用各類感測器如接觸式碰撞感測器 聲波 雷射等非接觸式感測器。
6.電源系統
一般為蓄電池 24v48v等，種類有鉛酸 鎳鎘電池 鋰電池等 電池系統需具備檢測電池使用狀態 充電狀態 並把狀態報告傳送給控制中心。
7.車載系統
常見的控制器有基於微控制器，基於plc 和基於工業計算機的控制系統。實現導航計算、導引實現、車輛行走、貨物裝載等功能。車載軟體大致包含以下幾個模組：
導航儀測試模組、軟體介面模組、初始化模組、運動控制模組、路徑規劃模組。其他輔助模組， 包括報警模組、無線通訊模組等。
（2）agvs監控排程管理系統
上位機系統實現任務接收、排程與任務分配、環境地圖繪製與管理、路徑規劃與協調、自動充電等工作。通過通訊裝置傳送指令和路徑資訊給每台agv，然後引導各agv完成相應的任務。可與其他資訊系統的融合，接收來自erp wms mes終端裝置等任務資訊。按實現方式劃分，可分為集中式和分布式。分布式系統將agv移動平台功能進行擴充套件和增強，agv採用嵌入式地圖技術，可自動實時規劃執行路徑。集中式系統採用**控制系統統一分配與規劃，單車之間不進行通訊的一種方式。
圖1-2 集中式雷射agvs系統
二．agvs監控排程管理系統
（1）常見功能
1） 對地圖的管理。地圖繪製，儲存地圖，開啟存檔地圖，實現地圖資料的提取與儲存；
2） 和多個agv之間建立無線通訊，保證和多個agv之間的可靠的資料和命令傳輸；
3） 能對agv進行控制，在上位機上單獨控制小車，包括啟動，停止小車，速度設定等；
4）agv狀態的實時監控。包括是否執行，執行的方向和速度大小，電源電壓大小，報警資訊，任務執**況等，並能將agv位置，運動方向，速度等資訊動態顯示在地圖中；
5）任務的派發管理。根據任務優先順序，系統狀態，進行任務管理，分配agv完成指定工作；
6）路徑規劃功能。根據每個agv的任務，選取最優路徑，達到任務完成耗時最短；
7）交通控制（衝突檢測與處理）功能。根據系統運**況，採取合理的衝突檢測和衝突消除策略；
8） 自動充電。當agv電量不足時，傳送充電請求並駛入休息站點，控制系統會接收並記錄此資訊，並根據充電站狀態，引導單車駛入某一充電站；
9）日誌儲存。系統能夠詳細記錄agv的執行事件日誌和狀態日誌，並對資料進行儲存。
（2）功能模組
1）地圖管理
①地圖構建
根據不同場景 尋找合適的地圖構建方法。
②地圖繪製
使用直接面板繪製或者從讀取外部檔案的方式實現站點，路徑，貨物位置等資訊的設定。
★dwg格式檔案獲取資訊。使用autocad繪製環境地圖和路徑資訊，路徑資訊和環境資訊選擇不同屬性的線繪製。程式讀取dwg格式檔案，根據建立的繪製標準，實現對特徵元素的選取並儲存到本地檔案中，然後呼叫程式函式在指定位置重新繪製特徵元素。
★直接面板繪製。提供繪圖工具，實現在介面上繪製環境與路徑等資訊。
2）agv通訊管理
3）任務獲取與儲存
運輸任務來自介面操作或者手持終端，由erp或web端新增輸入新的訂單並傳送給上位機系統，上位機系統對任務儲存，並根據需要開始分配任務。常見任務型別有出庫，入庫，移庫等操作。指定任務分配給agv，agv運動至指定位置載入，運送至目標地點，解除安裝貨物。
4）任務排程
系統根據當前作業的請求，對任務進行處理，包括對基於一定規則的任務進行排序，並安排合適的agv處理任務。需要綜合考慮各個agv的任務執行次數 電能**時間 工作與空閒時間等
。當任務太多，沒有空閒的agv時，需要將任務暫時儲存起來，然後按順序逐步完成。各種任務還需有等級之分，等級高的任務將優先執行。此外還要實現任務下發（單一任務點對點下發，批任務下發），任務查詢與顯示，任務刪除與暫停等功能。
5）路徑規劃
路徑規劃技術是解決agv』從起點到目標點的路徑問題，針對不同環境，不同的系統要求和效能指標，需要應用不同的路徑規劃演算法，以求最短時間完成任務。根據所需執行的任務，以及各台agv的當前位置來優化agv的分配。常用的全域性路徑規劃演算法有圖論演算法，蟻群演算法，遺傳演算法，神經網路等，常用的區域性路徑規劃演算法有虛擬力法，a*演算法，模糊路徑規劃等。
6）交通管理
根據agv車輛的物理尺寸大小，執行狀態和環境路徑狀況，提供避免agv車輛碰撞 死鎖產生的方法。在系統遇到緊急情況時，能有效處理區域性問題而不影響總體執行。
7）自動充電管理
（3）工作描述
1) 單車工作模式
① 手動模式。相當於一台手動叉車，可以人工駕駛，不與外界系統通訊。
② 半自動模式。不接受地面控制系統的排程任務，但是可以與上位系統進行實時通訊，進行位置座標 狀態的實時傳輸，該模式被用於廠區地圖繪製死鎖衝突解除或者排程錯誤修復。
③ 全自動模式。包含四種狀態，分別是取貨 卸貨 充電和等待。agv加入地面控制系統管理後，處於等待狀態。當接收到地面控制系統下發的任務時，agv進入取貨狀態，會沿著預置路徑行駛到取貨工作點並完成相應的工作。此時，agv進入卸貨狀態，將在地面控制系統的指引下到達卸貨工作點完成相應操作，然後返回休息點，進入等待狀態。如果agv在行駛過程中，遇到障礙物，無法自主避障時，同樣進入等待狀態，直到前方的障礙物消失，系統恢復之前的工作狀態。
圖2-1 單車狀態
2）上位機系統
上位機控制軟體先啟動，啟動後初始化通訊和監控，然後小車管理模組啟動並等待agv加入管理。
每台agv開機自檢，確保各子系統正常後，向上位機系統提出連線請求，建立tcp/ip通訊連線。然後傳送加入上位機管理的請求，上位機根據系統當前情況，判斷是否加入agv。當agv加入上位機管理後，在任務排程模組即可對該agv進行排程。
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