專利名稱：基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及物流裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于射頻識別標簽和視 覺的自動導引系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
AGV(自動導引車)技術(shù)是生產(chǎn)物流自動化先進性的一個重要體現(xiàn)，目前 AGV的引導方式?jīng)Q定了其組成物流系統(tǒng)的柔性，是決定AGV能否進一步應用 到更復雜、惡劣工作環(huán)境的關(guān)鍵因素，進而也影響著物流系統(tǒng)運行的可靠性和 運行成本。目前，在己經(jīng)被研究開發(fā)和應用的導引方法中，主要有電磁感應 式、光學導引式、化學導引式、磁感應式、位置推斷法、參考標志法、慣性導 航法和圖像識別法等。其中，視覺引導技術(shù)具有信息容量大、路徑設(shè)置變更簡 單方便、導引柔性好、技術(shù)先進、更高性能價格比等優(yōu)點，具有廣闊的應用前 景，是當前AGV引導技術(shù)的主流方向和發(fā)展的必然趨勢。然而，我國市場上， 現(xiàn)有生產(chǎn)基于視覺引導的AGVS的廠家由于應用對象偏重大型倉儲，更多考慮 通用性，功能顯得過于繁多，加上技術(shù)路線等原因，價格依然昂貴，性能價格 比依然缺少市場競爭力。價格并不能為一般的企業(yè)所接受，從而限制了AGV在 國內(nèi)市場的推廣，尤其是很難被中小型企業(yè)所接受并應用。
開發(fā)以經(jīng)濟性AGV為基礎(chǔ)的生產(chǎn)物流智能配送系統(tǒng)，滿足中小型制造型企 業(yè)物流改造的需要，這既符合我國工業(yè)企業(yè)的現(xiàn)狀，也是建設(shè)先進制造業(yè)基地 過程中迫切需要解決的現(xiàn)實問題。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)。 基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)包括車體，車體底部設(shè)有第一轉(zhuǎn) 向輪、第二轉(zhuǎn)向輪、第一驅(qū)動輪、第二驅(qū)動輪、中軸桿，車體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動電機， 驅(qū)動電機與無極變速箱、驅(qū)動電機控制器、第一蓄電池、第二蓄電池相連接， 其特征在于包括地面標識和車載系統(tǒng)兩部分，地面標識為在地面設(shè)有黑白兩
條平行的導引帶、導引帶兩側(cè)設(shè)有紅色工位字符、導引帶下設(shè)有RFID(射頻識別
標簽)，車載系統(tǒng)為在車體后端設(shè)有第一避障傳感器、第二避障傳感器，在車 體前端設(shè)有第三避障傳感器、第四避障傳感器、CCD攝像頭、可變光源、光源 亮度調(diào)節(jié)模塊、無線收發(fā)模塊的天線，在車體內(nèi)設(shè)有步進電機，在步進電機和 中軸桿上設(shè)有齒盤付、在中軸桿上車輪轉(zhuǎn)角傳感器、車輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)，在車
體內(nèi)設(shè)有工業(yè)控制計算機、逆變電源、射頻識別標簽讀寫器，工業(yè)控制計算機
與CCD攝像頭、無線收發(fā)模塊、射頻識別標簽讀寫器、第一變壓器、自動導引 車控制器相連接，導引車控制器與步進電機驅(qū)動器、啟動控制模塊、第二變壓 器相連接，逆變電源與第一變壓器、第二變壓器、第三變壓器、第一蓄電池、 第二蓄電池相連接，射頻識別標簽讀寫器與接收天線相連接，在車體外側(cè)設(shè)有 控制器外接手動操作按鈕、狀態(tài)顯示模塊、在車體后側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)向燈、報警燈。
所述的車輪轉(zhuǎn)角傳感器包括電位器固定部分、電位器轉(zhuǎn)動部分，電位器轉(zhuǎn) 動部分通過固定U型插槽、鎖緊旋鈕、固定在中軸桿上端，電位器轉(zhuǎn)動部分上 設(shè)有電位器第一引腳、電位器第二引腳、電位器第三引腳，電位器固定部分與 連接桿、支架相連接，支架與車體相連接。
所述的車輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)包括擺臂，擺臂通過銷軸與車架相連接，擺臂通 過內(nèi)六角連接螺栓、固定螺栓與第一轉(zhuǎn)向輪、第二轉(zhuǎn)向輪的傳動軸相連接，傳 動軸與減震器相連接，減震器與車架相連接。
所述的自動導引車控制器包括PIC 18F452單片機，PIC 18F452單片機與車輪 轉(zhuǎn)角AD轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路模塊、API8108A語音報警芯片、按鍵輸入、 避障傳感器信號轉(zhuǎn)換模塊、可變光源調(diào)節(jié)模塊、步進電機驅(qū)動模塊、驅(qū)動電機 控制模塊和MAX232芯片相連接，MAX232芯片與串口相連接，車輪轉(zhuǎn)角AD 轉(zhuǎn)換電路與電位器第一引腳、電位器第二引腳、電位器第三引腳相連接，避 障傳感器信號轉(zhuǎn)換模塊與避障傳感器輸入引腳相連接。
所述的可變光源調(diào)節(jié)模塊包括繼電器組控制電路，繼電器組與可變光源、 自動導引車控制器相連接，導引車控制器與工控機相連接，工控機與采集卡、 CCD攝像頭相連接。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果-
1. 本實用新型采用視覺引導技術(shù)具有信息容量大、路徑設(shè)置變更簡單方便、 導引柔性好、技術(shù)先進、更高性能價格比等優(yōu)點；本實用新型的導引帶設(shè)為兩 個顏色，增加梯度信息的穩(wěn)定性，大大減少光照影響；對HOUGH變換點集自 適應選取，系統(tǒng)實時性、魯棒性強；并利用導引線斜率信息校正AGV行駛時字 符工位的傾斜，簡單方便、易于實施。
2. 本實用新型工控機主要從事實時圖像處理、控制算法的計算以及無線通 信等功能；AGV控制器主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、步進電機控制、驅(qū)動電機控制、狀 態(tài)液晶屏顯示以及AGV手動操作等；驅(qū)動轉(zhuǎn)向裝置采用前輪轉(zhuǎn)向、后輪驅(qū)動的 四輪式結(jié)構(gòu)。為了增加驅(qū)動能力，采用較大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的直流電機作為行走驅(qū)動 裝置，前輪采用雙輪轉(zhuǎn)向，由步進電機驅(qū)動，有比較高的轉(zhuǎn)向動態(tài)響應能力。 而且這種結(jié)構(gòu)性能價格比高，在價格上有市場競爭力，能夠被許多中小企業(yè)所 接受。
3. 為了準確測量轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，將電位器改造并與AGV控制器結(jié)合實時測量 當前車輪角度。此外，本實用新型的照明燈根據(jù)CCD采集圖像的亮度信息，經(jīng) 過工控機計算將信號傳給AGV控制器中繼電器組，通過繼電器組的輸出控制通 過照明燈的電流，實現(xiàn)照明燈的閉環(huán)控制。
4. 為了實時有效地實現(xiàn)AGVS間的通訊調(diào)度，本實用新型采用射頻識別標 簽實現(xiàn)AGV的定位、無線收發(fā)模塊實現(xiàn)AGV間及主機的通訊。本實用新型具 有良好的環(huán)境適應能力和導航精度，且成本較低


圖1是本實用新型自動導引車的俯視示意圖2是本實用新型自動導引車的主視示意圖3是本實用新型自動導引車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)示意圖4是本實用新型自動導引車的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角測量裝置示意圖5是自動導引車控制器示意圖6是AGV自動照明系統(tǒng)框圖7直線提取流程圖8是彩色工位符識別圖像算法流程圖9是用于AGVS通訊定位系統(tǒng)框圖中用于無線收發(fā)的天線l、第一轉(zhuǎn)向輪2、齒輪付3、工業(yè)控制計算機4、 無線收發(fā)模塊5、第一變壓器6、 RFID讀寫器7、第二變壓器8、第一驅(qū)動輪9、 無極變速箱10、第一避障傳感器11、第一蓄電池12、驅(qū)動電機控制器13、第 二蓄電池14、第二避障傳感器15、驅(qū)動電機16、第二驅(qū)動輪17、逆變電源18、 步進電機驅(qū)動器19、第三變壓器20、自動導引車控制器21、啟動控制模塊22、 步進電機23、第二轉(zhuǎn)向輪24、 RFID接收天線25、第三避障傳感器26、 CCD攝 像頭27、照明燈28、第四避障傳感器29、車輪轉(zhuǎn)角傳感器30、攝像頭支架31、 攝像頭角度托盤32、攝像頭固定螺栓33、控制器外接手動操作按鈕34、狀態(tài)顯 示模塊35、轉(zhuǎn)向燈36、報警燈37、車體38、固定螺栓39、減震器40、 AGV中 軸桿41、車架42、銷軸43、擺臂44、內(nèi)六角連接螺栓45、電位器固定部分46、 固定U型插槽47、鎖緊旋鈕48、電位器轉(zhuǎn)動部分49、連接桿50、支架51、電
位器第一引腳52、電位器第二引腳53、電位器第三引腳54。
具體實施方式

如圖l、 2所示，基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)包括車體38 ， 車體38底部設(shè)有第一轉(zhuǎn)向輪2、第二轉(zhuǎn)向輪24、第一驅(qū)動輪9、第二驅(qū)動輪17、 中軸桿41，車體38內(nèi)設(shè)有驅(qū)動電機16，驅(qū)動電機16與無極變速箱10、驅(qū)動電 機控制器13、第一蓄電池12、第二蓄電池14相連接，特征在于包括地面標識 和車載系統(tǒng)兩部分，地面標識為在地面設(shè)有黑白兩條平行的導引帶、導引帶 兩側(cè)設(shè)有紅色工位字符、導引帶下設(shè)有射頻識別標簽，車載系統(tǒng)為在車體38 后端設(shè)有第一避障傳感器11、第二避障傳感器15，在車體38前端設(shè)有第三避 障傳感器26、第四避障傳感器29、 CCD攝像頭27、可變光源28、光源亮度調(diào) 節(jié)模塊、無線收發(fā)模塊的天線l,在車體38內(nèi)設(shè)有步進電機23，在步進電機23 和中軸桿41上設(shè)有齒盤付3、在中軸桿41上車輪轉(zhuǎn)角傳感器30、車輪轉(zhuǎn)向驅(qū) 動機構(gòu)，在車體38內(nèi)設(shè)有工業(yè)控制計算機4、逆變電源18、射頻識別標簽讀寫 器7，工業(yè)控制計算機4與CCD攝像頭27、無線收發(fā)模塊5、射頻識別標簽讀 寫器7、第一變壓器6、自動導引車控制器21相連接，導引車控制器21與步進 電機驅(qū)動器19、啟動控制模塊22、第二變壓器8相連接，逆變電源18與第一 變壓器6、第二變壓器8、第三變壓器20、第一蓄電池12、第二蓄電池14相連 接，射頻識別標簽讀寫器7與接收天線25相連接，在車體38外側(cè)設(shè)有控制器 外接手動操作按鈕34、狀態(tài)顯示模塊35、在車體38后側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)向燈36、報警 燈37。
安放在車體正前方中軸線上CCD27采集路面信息，通過工控機4中的圖像 處理算法得到角度偏差、水平位置偏差和工位信息，與轉(zhuǎn)角傳感器30檢測的車 輪轉(zhuǎn)角信息、第一避障傳感器ll，第二避障傳感器15,第三避障傳感器21，第 四避障傳感器29檢測的障礙物位置信息一起輸入到工控機中的多偏差智能控制 器中。該智能控制器向AGV控制器21輸出第一轉(zhuǎn)向輪2，第二轉(zhuǎn)向輪24的轉(zhuǎn) 動角度以及驅(qū)動電機的狀態(tài)，AGV控制器一方面將輸入的轉(zhuǎn)角信息轉(zhuǎn)換成驅(qū)動 信號，通過步進電機驅(qū)動器19驅(qū)動步進電機23轉(zhuǎn)動，來達到控制前輪轉(zhuǎn)向； 另一方面將驅(qū)動電機狀態(tài)信息通過驅(qū)動電機控制器13控制電機16的運動，電 機信號經(jīng)變速箱10內(nèi)的無極變速裝置控制安放在傳動軸兩側(cè)的兩個后輪，達到 控制AGV行進、停止、倒退、加速和減速。
安放在車體正前方中軸線上CCD27，通過支架31和托盤32與垂直方向成 50度角固定。與垂直地面安裝相比，擴大了AGV的前瞻距離。為了便于觀察
AGV的狀態(tài)和特殊情況下手動控制AGV，在車體38上有控制器外接手動操作 按鈕34和狀態(tài)顯示模塊35。當AGV發(fā)現(xiàn)異常情況時(如障礙物)，報警燈37會 打開；當AGV在彎道上運行時，轉(zhuǎn)向燈36打開。
如圖4所示，車輪轉(zhuǎn)角傳感器30包括電位器固定部分46、電位器轉(zhuǎn)動部分 49，電位器轉(zhuǎn)動部分49通過固定U型插槽47、鎖緊旋鈕48、固定在中軸桿41 上端，電位器轉(zhuǎn)動部分49上設(shè)有電位器第一引腳52、電位器第二引腳53、電 位器第三引腳54，電位器固定部分46與連接桿50、支架51相連接，支架51 與車體38相連接
當車輪轉(zhuǎn)動時電位器轉(zhuǎn)動部分隨中軸桿轉(zhuǎn)動，固定部分不動，則電位器電 阻值發(fā)生變化，當前阻值通過電位器第一引腳52，電位器第二引腳53、電位 器第三引腳54與AGV控制器21中的AD轉(zhuǎn)換電路相連，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果通過查 表轉(zhuǎn)換成車輪轉(zhuǎn)角。
如圖3所示，車輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)包括擺臂44，擺臂44通過銷軸43與車架 42相連接，擺臂44通過內(nèi)六角連接螺栓45、固定螺栓39與第一轉(zhuǎn)向輪2、第 二轉(zhuǎn)向輪24的傳動軸相連接，傳動軸與減震器40相連接，減震器40與車架42 相連接。
當AGV要轉(zhuǎn)向時，步進電機驅(qū)動器19驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動一定角度，步間 電機上的小齒輪43帶動與AGV中軸桿41固定在一起的大齒輪3轉(zhuǎn)動，使中軸 桿隨之轉(zhuǎn)動。中軸桿帶動與其通過銷軸43相連的擺臂44以搖桿結(jié)構(gòu)運動，從 而帶動第一轉(zhuǎn)向輪2、第二轉(zhuǎn)向輪24運動。為了減輕運動過程中傳動齒盤的震 動，在轉(zhuǎn)動輪的車軸與AGV中軸間加有防震裝置。
如圖5所示，自動導引車控制器21包括PIC18F452單片機，PIC18F452單 片機與車輪轉(zhuǎn)角AD轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路模塊、API8108A語音報警芯片、 按鍵輸入、避障傳感器信號轉(zhuǎn)換模塊、可變光源調(diào)節(jié)模塊、步進電機驅(qū)動模塊、 驅(qū)動電機控制模塊和MAX232芯片相連接，MAX232芯片與串口相連接，車輪 轉(zhuǎn)角AD轉(zhuǎn)換電路與電位器第一引腳52、電位器第二引腳53、電位器第三引 腳54相連接，避障傳感器信號轉(zhuǎn)換模塊與避障傳感器輸入引腳相連接。
其輸入信號有角度傳感器檢測的角度信息、避障傳感器檢測的障礙物信息、 手動按鍵的輸入、工控機通過串口輸入的轉(zhuǎn)角信息以及驅(qū)動電機狀態(tài)信息。AGV 單片機控制器收到輸入信息后向步進電機驅(qū)動發(fā)送驅(qū)動信號、向驅(qū)動電機發(fā)送 驅(qū)動信號并驅(qū)動繼電器組控制照明燈和轉(zhuǎn)向報警燈。
如圖6所示，可變光源調(diào)節(jié)模塊包括繼電器組控制電路，繼電器組與可變光源28、自動導引車控制器21相連接，導引車控制器21與工控機4相連接， 工控機4與采集卡、CCD攝像頭27相連接。
CCD采集圖像，經(jīng)過工控機計算該圖像灰度均值，以該均值為自變量定義 一與亮度均值成反比的函數(shù)，工控機通過計算將控制信號通過串口傳給AGV控 制器，AGV控制器中的PIC18F452芯片發(fā)出指令驅(qū)動相應的繼電器動作，相應 阻值回路導通，控制通過照明燈的電流，使CCD采集圖像達到合適的亮度，實 現(xiàn)照明燈的閉環(huán)控制。
基于射頻識別標簽和視覺的自動導引方法在地面設(shè)有黑白兩條平行的連 續(xù)導引帶、導引帶兩側(cè)設(shè)有紅色工位字符、導引帶下設(shè)有射頻識別標簽；利用 邊緣提取方法識別黑白導引帶相交直線邊緣首先利用5x5梯度模板與灰度圖 像巻積，若巻積后該點像素灰度值大于一定閾值則令其為白點，否則為黑點； 然后對上所算選白點進行篩選，去除連通不超過5個像素的離散噪聲點，生成 HOUGH變換待選點集；應用自適應選取Hough變換采樣點快速提取直線信息， AGV根據(jù)直線的偏差信息跟蹤導引帶；利用顏色差異提取紅色字符有效點集， 并應用該直線的斜率信息校正紅色字符區(qū)域的傾斜，再進行工位字符識別；射 頻識別讀寫器7將空間坐標信息事先寫入到鋪設(shè)在導引帶下的射頻識別標簽中， 在AGV行駛至該標簽區(qū)域時，射頻識別天線25接收標簽信息，并由與工控機 4相連的射頻識別讀寫器7讀取標簽信息，標簽信息與其他狀態(tài)信息經(jīng)過工控機 4中的RS232串口發(fā)送給車載無線收發(fā)模塊5，并將該信息通過工控機4的RS232 串口發(fā)送給與其相連的車載無線通訊模塊，車載無線通訊模塊通過無線方式將 信息發(fā)送給裝有無線收發(fā)模塊的主機，主機經(jīng)過計算再將控制指令通過無線收 發(fā)模塊發(fā)送給自動導引車，自動導引車通過無線受模塊接收該控制指令，進行 狀態(tài)調(diào)整和行駛速度控制。無線通信子系統(tǒng)由車載無線通信模塊和地面調(diào)度無 線通信模塊共同組成，分布位于AGV和控制室主機中，信息的傳遞為雙向傳遞:
A) 主機一》AGV:下載啟動指令，以及運行命令、控制參數(shù)等。
B) AGV—》主機射頻識別標簽提供的位置信息和AGV的運行狀態(tài)返回。 所述的自適應選取Hough變換采樣點方法根據(jù)上一次直線的斜率信息，
限定Hough變換過程中采樣點的角度搜索范圍；根據(jù)上一次直線的位置信息， 劃分為若干區(qū)域，直線最有可能出現(xiàn)的區(qū)域采樣密度大，其它區(qū)域采樣密度小。 根據(jù)上一幀識別直線的結(jié)果，對HOUGH變換待選點集進行搜索范圍的限 定只對上幀次直線傾角左右20度的范圍內(nèi)進行角度空間搜索，此外將圖像分 成兩類區(qū)域， 一類為xe[m—Width/5,4Xm—Width/5]， ye區(qū)域
范圍內(nèi)，二類為剩余區(qū)域，若上一幀直線斜率的絕對值大于2，且穿過一類區(qū)域 的下底邊，則對一類區(qū)域每行掃描，對二類區(qū)域隔行掃描，否則對整個圖像區(qū) 域每行掃描；最后對自適應變采樣選擇的點集進行HOUGH變換提取直線與坐 標原點的角度和位置偏差。
所述的顏色差異提取方法利用RGB顏色空間中三個顏色通道對字符區(qū)域 敏感度的不同，通過限定紅色通道與藍色通道灰度差、紅色通道與綠色通道灰 度差、藍色通道與綠色通道灰度差的絕對值三個值來提取有效紅色字符區(qū)域。
通過顏色差提取字符區(qū)域中有效點集,即為滿足下式的點集
min(ri(x)，r2(x))〉尺,r3(x) < min(ri(x)， !T2(jc)) / 2
式中= - , T2(;c) = 7 (x) — 5(x), 73(x) = - 5(jc)) 。 C 0:)，5(jc)
分別表示紅色、綠色、藍色通道的像素灰度值,《為閾值。通過有效點集的點數(shù) 判斷有無字符。字符和導引線采用平行一致的布局方式， 一旦確定了導引線的 斜率，就可以利用斜率對字符加以校正。字符的校正過程其實就是字符的旋轉(zhuǎn) 過程，斜率為正則逆時針旋轉(zhuǎn)，斜率為負則順時針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角大小等于導引 線傾斜角度的絕對值；計算中旋轉(zhuǎn)中心選在字符的中心坐標。
所述的工位字符識別方法對傾斜校正后的七段碼字符有效點集統(tǒng)計投影 直方圖，依據(jù)垂直投影確定字符左右邊界坐標，水平投影確定上下邊界坐標， 實現(xiàn)單個字符的提??；對單個字符的識別步驟如下
A) 水平投影直方圖計算直方圖梯度分布，在直方圖的前半圖，搜索的是從大 到小突變值，而在直方圖的后半圖則需要搜索從小到大的突變值，若兩個峰值 距離小于1.5倍線寬則為字符1;
B) 掃描字符水平投影直方圖，如果某一個峰值區(qū)域在設(shè)置閾值之上，并且具有
一定寬度，那么就認為是有效峰值，統(tǒng)計峰值個數(shù)，記錄每一峰值的中間坐標， 合并距離相差很近的峰值區(qū)域。如果峰值數(shù)為l，計算該峰值中點到字符頂部、
中部、底部的距離，如果離開中間近，那么為4;如果離開頂部最近，則為7，
否則錯誤。
C) 如果峰值數(shù)為2，計算兩個峰值的距離，如果大于字符高的2/3，那么就認 為是0，否則認為錯誤。
D) 如果峰值數(shù)為3，那么情況比較復雜，需要對豎線加以判斷。對每個豎線小 區(qū)域都進行水平投影，若Line—width為線寬，統(tǒng)計投影數(shù)大于Line—width/2的 個數(shù)，得到WidthLineNum[/]，以及各個區(qū)域內(nèi)的字符像素數(shù)TotalNum[z']。
如果區(qū)域/對應的WidthLineNum[z']大于3，或者TotalNum[/]> Line_width
XLine_Width/3，那么就認為區(qū)域/存在筆劃。如果左上角、右下角沒有筆劃，
右上角、左下角有筆劃，則字符2;如果左上角、左下角沒有筆劃，右上角、右 下角有筆劃，則字符3;如果右上角、左下角沒有筆劃，左上角、右下角有筆劃， 則字符5;如果右上角沒有筆劃，左上角、左下角、右下角有筆劃，則字符6; 如果右上角、左上角、左下角、右下角有筆劃，則字符8;如果左下角沒有筆劃， 右上角、左上角、右下角有筆劃，則字符9;其他字符分析或者錯誤。
權(quán)利要求1.一種基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)，包括車體(38)，車體(38)底部設(shè)有第一轉(zhuǎn)向輪(2)、第二轉(zhuǎn)向輪(24)、第一驅(qū)動輪(9)、第二驅(qū)動輪(17)、中軸桿(41)，車體(38)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動電機(16)，驅(qū)動電機(16)與無極變速箱(1O)、驅(qū)動電機控制器(13)、第一蓄電池(12)、第二蓄電池(14)相連接，其特征在于包括地面標識和車載系統(tǒng)兩部分，地面標識為在地面設(shè)有黑白兩條平行的導引帶、導引帶兩側(cè)設(shè)有紅色工位字符、導引帶下設(shè)有射頻識別標簽，車載系統(tǒng)為在車體(38)后端設(shè)有第一避障傳感器(11)、第二避障傳感器(15)，在車體(38)前端設(shè)有第三避障傳感器(26)、第四避障傳感器(29)、CCD攝像頭(27)、照明燈(28)、光源亮度調(diào)節(jié)模塊、無線收發(fā)模塊的天線(1)，在車體(38)內(nèi)設(shè)有步進電機(23)，在步進電機(23)和中軸桿(41)上設(shè)有齒盤付(3)、在中軸桿(41)上車輪轉(zhuǎn)角傳感器(30)、車輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)，在車體(38)內(nèi)設(shè)有工業(yè)控制計算機(4)、逆變電源(18)、射頻識別標簽讀寫器(7)，工業(yè)控制計算機(4)與CCD攝像頭(27)、無線收發(fā)模塊(5)、射頻識別標簽讀寫器(7)、第一變壓器(6)、自動導引車控制器(21)相連接，自動導引車控制器(21)與步進電機驅(qū)動器(19)、啟動控制模塊(22)、第二變壓器(8)相連接，逆變電源(18)與第一變壓器(6)、第二變壓器(8)、第三變壓器(20)、第一蓄電池(12)、第二蓄電池(14)相連接，射頻識別標簽讀寫器(7)與接收天線(25)相連接，在車體(38)外側(cè)設(shè)有控制器外接手動操作按鈕(34)、狀態(tài)顯示模塊(35)、在車體(38)后側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)向燈(36)、報警燈(37)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)，其 特征在于所述的車輪轉(zhuǎn)角傳感器(30)包括電位器固定部分(46)、電位器轉(zhuǎn)動部分 (49)，電位器轉(zhuǎn)動部分(49)通過固定U型插槽(47)、鎖緊旋鈕(48)、固定在中軸桿(41) 上端，電位器轉(zhuǎn)動部分(49)上設(shè)有電位器第一引腳(52)、電位器第二引腳(53)、 電位器第三引腳(54)，電位器固定部分(46)與連接桿(50)、支架(51)相連接，支架 (51)與車體(38)相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)，其 特征在于所述的車輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)包括擺臂(44),擺臂(44)通過銷軸(43)與車架(42) 相連接，擺臂(44)通過內(nèi)六角連接螺栓(45)、固定螺栓(39)與第一轉(zhuǎn)向輪(2)、 第二轉(zhuǎn)向輪(24)的傳動軸相連接，傳動軸與減震器(40)相連接，減震器(40)與車 架(42)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)， 其特征在于所述的自動導引車控制器(21)包括PIC18F452單片機，PIC18F452單 片機與車輪轉(zhuǎn)角AD轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路模塊、API8108A語音報警芯片、 按鍵輸入、避障傳感器信號轉(zhuǎn)換模塊、可變光源調(diào)節(jié)模塊、步進電機驅(qū)動模塊、 驅(qū)動電機控制模塊和MAX232芯片相連接，MAX232芯片與串口相連接，車輪 轉(zhuǎn)角AD轉(zhuǎn)換電路與電位器第一引腳(52)、電位器第二引腳(53)、電位器第三引 腳(54)相連接，避障傳感器信號轉(zhuǎn)換模塊與避障傳感器輸入引腳相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)， 其特征在于所述的可變光源調(diào)節(jié)模塊包括繼電器組控制電路，繼電器組與照明 燈(28)、自動導引車控制器(21)相連接，自動導引車控制器(21)與工業(yè)控制計算 機(4)相連接，工業(yè)控制計算機(4)與采集卡、CCD攝像頭(27灘連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于射頻識別標簽和視覺的自動導引系統(tǒng)。采用兩個前輪轉(zhuǎn)向、兩個后輪驅(qū)動的四輪式結(jié)構(gòu)。直流電機作為行走驅(qū)動裝置，由步進電機驅(qū)動轉(zhuǎn)向，并設(shè)有車輪轉(zhuǎn)角定位裝置，有較高的動態(tài)響應能力。采用黑白兩色平行導引帶作為導引路徑，其下間斷鋪設(shè)射頻識別標簽標簽，兩側(cè)設(shè)有紅色工位字符，CCD采集路面信息，且光源亮度根據(jù)圖像灰度信息自適應調(diào)節(jié)，利用顏色差提取字符，快速HOUGH變換識別直線，經(jīng)過工控機處理將控制信號發(fā)送到AGV控制器，控制直流電機和步進電機。為了實時有效地實現(xiàn)AGVS間的通訊調(diào)度，采用射頻識別標簽實現(xiàn)定位、無線收發(fā)模塊實現(xiàn)AGV間及主機的通訊。本實用新型具有良好的環(huán)境適應能力和導航精度，且成本較低。
文檔編號G06K17/00GK201194114SQ200720191218
公開日2009年2月11日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者洋 于, 侯迪波, 周澤魁, 張光新, 輝 才, 蔡晉輝, 酈光府, 黃平捷 申請人:浙江大學