本發(fā)明涉及基于磁導(dǎo)航的機(jī)器人及導(dǎo)航調(diào)度系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

目前在倉(cāng)庫(kù)、工廠日常作業(yè)中對(duì)于貨物的搬運(yùn)和流轉(zhuǎn)基本上是依靠人工完成，傳統(tǒng)的作業(yè)方式是由搬運(yùn)工將貨物搬運(yùn)至目的點(diǎn)來(lái)滿足日常生產(chǎn)需要。這種方式的缺點(diǎn)：極大的加重了企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，企業(yè)需要承擔(dān)人力成本；另一方面限制了企業(yè)日常生產(chǎn)效率，靠人力無(wú)法日夜不間斷的作業(yè)，如果想要日夜不間斷作業(yè)只有通過(guò)增加人力來(lái)完成目標(biāo)工作量。通過(guò)以上分析，傳統(tǒng)的作業(yè)方式無(wú)法同時(shí)滿足提高生產(chǎn)效率和節(jié)約成本這個(gè)兩個(gè)條件。

生產(chǎn)效率保證性差，傳統(tǒng)人工搬運(yùn)依靠人工完成工廠內(nèi)物料運(yùn)輸，無(wú)法高效保證運(yùn)輸任務(wù)完成。

無(wú)法提供數(shù)據(jù)分析，傳統(tǒng)方式無(wú)法統(tǒng)計(jì)運(yùn)輸時(shí)間等重要數(shù)據(jù)為企業(yè)生產(chǎn)改進(jìn)提供重要數(shù)據(jù)。

無(wú)法直觀實(shí)時(shí)查看物料運(yùn)輸情況，傳統(tǒng)運(yùn)輸方式無(wú)法查看運(yùn)輸過(guò)程中的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)輸狀態(tài)。

在多變的工廠環(huán)境下，現(xiàn)有的人工搬運(yùn)方式無(wú)實(shí)時(shí)對(duì)作業(yè)變化進(jìn)行調(diào)。例如：人工搬運(yùn)過(guò)程中，多個(gè)目的點(diǎn)的需求發(fā)生變化，依靠傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)無(wú)法及時(shí)做出響應(yīng)，造成無(wú)用功。

在高強(qiáng)度的作業(yè)量下，依靠傳統(tǒng)人工作業(yè)無(wú)法保證產(chǎn)量。例如：工人請(qǐng)假、缺勤等情況，會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有作業(yè)方式的不足，為工廠生產(chǎn)車間、倉(cāng)庫(kù)提供一種基于磁導(dǎo)航agv系統(tǒng)于方法，旨在提高企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中的物流的效率與產(chǎn)量，減輕工作人員負(fù)擔(dān)，節(jié)約企業(yè)成本。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于磁導(dǎo)航的agv系統(tǒng)，其特征在于,包括：

用于數(shù)據(jù)處理分析計(jì)算的上位機(jī)調(diào)度模塊(2)；

用于發(fā)出叫車程序的叫車模塊(1)；

貨物搬運(yùn)的agv小車(4)；

用于顯示路口交通狀況的信號(hào)燈(3)；

具體說(shuō)明如下：所述的上位機(jī)調(diào)度模塊包括：

地圖繪制模塊(27)：通過(guò)系統(tǒng)的地圖繪制畫(huà)板繪制工廠或者倉(cāng)庫(kù)的布局的俯視圖，描述及展現(xiàn)出工廠或倉(cāng)庫(kù)包含的各個(gè)區(qū)域塊，該步驟完成后，可以直觀的查看agv小車的運(yùn)行環(huán)境。

負(fù)責(zé)與agv小車通訊模塊(21)：通訊模塊負(fù)責(zé)詢問(wèn)小車的各項(xiàng)信息并在小車應(yīng)答后反饋運(yùn)行狀態(tài)給實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊(23)。系統(tǒng)運(yùn)行期間，該模塊需要保障通訊的可靠，在小車出現(xiàn)異常掉線后恢復(fù)連接時(shí)能及時(shí)重新聯(lián)系上該小車。提供給上游程序準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)信息。

實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊(23)：實(shí)時(shí)處理通訊模塊返回的各項(xiàng)agv狀況信息，記錄運(yùn)行狀態(tài)和所處位置，根據(jù)繪制的環(huán)境地圖和線路地圖，根據(jù)通訊模塊反饋的小車狀態(tài)信息，實(shí)時(shí)顯示小車的位置及狀態(tài)信息。

線路規(guī)劃算法模塊(26)：指定小車完成接收到的作業(yè)任務(wù)，為小車安排最優(yōu)路線去完成。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(24)：實(shí)時(shí)監(jiān)控agv的作業(yè)任務(wù)情況，記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，為報(bào)表模塊提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

任務(wù)作業(yè)分析及報(bào)表展現(xiàn)模塊(25)：分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的作業(yè)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生結(jié)果，并以報(bào)表展現(xiàn)。

交通管制模塊(22)：監(jiān)控和分析agv小車位置信息，管理路口小車會(huì)車情況，防止出現(xiàn)死鎖的情況。

所述的貨物搬運(yùn)的agv小車(4)包括如下模塊：

感知模塊(43)：用于掃描磁性地標(biāo)和磁條，識(shí)別agv小車所在位置和所在線路。

無(wú)線通訊模塊(41)：用于agv與調(diào)度模塊(21)之間的通訊，agv小車通過(guò)感知模塊(43)過(guò)的運(yùn)行的信息，通過(guò)無(wú)線模塊(41)接收調(diào)度模塊(21)的詢問(wèn)指令，同時(shí)將運(yùn)行信息反饋給調(diào)度模塊(21)，調(diào)度模塊(21)通過(guò)分析與判斷產(chǎn)生控制指令發(fā)送給agv小車，保證agv小車的穩(wěn)定運(yùn)行。

控制模塊(42)：為agv小車搭載的嵌入式控制設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境，用于處理分析和處理調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的各種指令。

運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(44)：執(zhí)行接收到的控制模塊(42)的命令，完成相應(yīng)的動(dòng)作。

所述路口信號(hào)燈(3)：用于顯示路口交通狀況，幫助作業(yè)環(huán)境內(nèi)其他作業(yè)單元判別路口交通狀態(tài)。

所述平板模塊(1)：用于發(fā)出呼叫agv小車的任務(wù)指令給調(diào)度程序，同時(shí)接收調(diào)度程序反饋的信息在平板上顯示。

一種基于磁導(dǎo)航的agv小車方法，包括如下步驟：

工作人員準(zhǔn)備好裝滿貨的料車，點(diǎn)擊所在地標(biāo)的平板模塊(1)，調(diào)度模塊(2)接收到指令并處理，根據(jù)算法安排最近的空閑的agv小車并規(guī)劃小車路線向agv小車發(fā)出發(fā)車任務(wù)，在此基礎(chǔ)上，調(diào)度模塊(2)告知平板程序已經(jīng)處理了叫車(1)的叫車任務(wù)和相應(yīng)的派車信息；調(diào)度模塊(2)控制小車來(lái)到平板模塊(1)所在的磁地標(biāo)位置，并做出對(duì)應(yīng)該地標(biāo)的動(dòng)作。

agv小車通過(guò)感知模塊(43)實(shí)時(shí)抓取地標(biāo)，獲取自身所在位置并通過(guò)控制模塊(42)將收集到的位置信息處理反饋給無(wú)線通訊模塊(41)，agv小車實(shí)時(shí)與調(diào)度程序通訊，通過(guò)無(wú)線通訊模塊(41)反饋運(yùn)行信息給調(diào)度模塊(2)，調(diào)度程序根據(jù)agv小車反饋的運(yùn)行信息來(lái)是實(shí)現(xiàn)agv小車的交通管制和路口信號(hào)燈管控。

agv小車控制步驟：

agv小車控制步驟，由控制模塊(42)實(shí)現(xiàn)agv小車與感知模塊(43)，無(wú)線通訊模塊(41)、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(44)進(jìn)行信號(hào)交互和指令發(fā)送；控制模塊(42)通過(guò)接收感知模塊的數(shù)據(jù)，協(xié)同無(wú)線模塊(41)向調(diào)度模塊(2)反饋數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線模塊(41)接收來(lái)自調(diào)度模塊(2)的指令，轉(zhuǎn)換為機(jī)器命令傳輸給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊執(zhí)行任務(wù)。

運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(42)，通過(guò)接收控制傳遞的底層指令執(zhí)行終端任務(wù)，同時(shí)通過(guò)感知模塊的傳感設(shè)備發(fā)送給終端控制模塊形成閉環(huán)控制。

無(wú)線通訊模塊(41)為agv小車上安裝的信號(hào)發(fā)射裝置，控制模塊通過(guò)該模塊上位機(jī)交互。

本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具備如下優(yōu)點(diǎn)及效果:

(1)將agv小車與調(diào)度模塊運(yùn)算、存儲(chǔ)結(jié)合，提過(guò)生產(chǎn)效率，彌補(bǔ)agv小車運(yùn)算性能不足，存儲(chǔ)能力差的缺陷，將agv小車無(wú)法勝任的運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)放置上位機(jī)處理，大幅減少agv小車壓力；提高了企業(yè)生產(chǎn)的拓展性；通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)了agv的群體作業(yè)模式。

(2)減少企業(yè)運(yùn)作成本，極大的提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)量。

附圖說(shuō)明

圖1基于磁導(dǎo)航的機(jī)器人及導(dǎo)航調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2基于磁導(dǎo)航的機(jī)器人及導(dǎo)航調(diào)度系統(tǒng)整體示意圖。

附圖標(biāo)記

1.平板模塊，2.調(diào)度模塊，3.路口信號(hào)燈，4.agv小車

21.通訊模塊，22.交通管制模塊，23.實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，24.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，25.報(bào)表模塊，26.線路規(guī)劃算法模塊，27.地圖繪制模塊，28.基礎(chǔ)檔案維護(hù)模塊，41.無(wú)線通訊模塊，42.控制模塊，43.小車感知模塊。44.動(dòng)作執(zhí)行模塊。

具體實(shí)施方式

下圖結(jié)合圖1-2及具體實(shí)施用例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體描述。

本發(fā)明所述agv調(diào)度系統(tǒng)由多個(gè)agv小車、信號(hào)燈、平板模塊以及調(diào)度模塊構(gòu)成，具體包括：

用于數(shù)據(jù)處理分析計(jì)算的上位機(jī)調(diào)度模塊(2)；

用于發(fā)出叫車程序的叫車模塊(1)；

貨物搬運(yùn)的agv小車(4)；

用于顯示路口交通狀況的信號(hào)燈(3)；

具體說(shuō)明如下：所述的上位機(jī)調(diào)度模塊包括：

地圖繪制模塊(27)：通過(guò)系統(tǒng)的地圖繪制畫(huà)板繪制工廠或者倉(cāng)庫(kù)的布局的俯視圖，描述及展現(xiàn)出工廠或倉(cāng)庫(kù)包含的各個(gè)區(qū)域塊，該步驟完成后，可以直觀的查看agv小車的運(yùn)行環(huán)境。

負(fù)責(zé)與agv小車通訊模塊(21)：通訊模塊負(fù)責(zé)詢問(wèn)小車的各項(xiàng)信息并在小車應(yīng)答后反饋運(yùn)行狀態(tài)給實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊(23)。系統(tǒng)運(yùn)行期間，該模塊需要保障通訊的可靠，在小車出現(xiàn)異常掉線后恢復(fù)連接時(shí)能及時(shí)重新聯(lián)系上該小車。提供給上游程序準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)信息。

實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊(23)：實(shí)時(shí)處理通訊模塊返回的各項(xiàng)agv狀況信息，記錄運(yùn)行狀態(tài)和所處位置，根據(jù)繪制的環(huán)境地圖和線路地圖，根據(jù)通訊模塊反饋的小車狀態(tài)信息，實(shí)時(shí)顯示小車的位置及狀態(tài)信息。

線路規(guī)劃算法模塊(26)：指定小車完成接收到的作業(yè)任務(wù)，為小車安排最優(yōu)路線去完成。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(24)：實(shí)時(shí)監(jiān)控agv的作業(yè)任務(wù)情況，記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，為報(bào)表模塊提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

任務(wù)作業(yè)分析及報(bào)表展現(xiàn)模塊(25)：分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的作業(yè)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生結(jié)果，并以報(bào)表展現(xiàn)。

交通管制模塊(22)：監(jiān)控和分析agv小車位置信息，管理路口小車會(huì)車情況，防止出現(xiàn)死鎖的情況。

所述的貨物搬運(yùn)的agv小車包括如下模塊：

感知模塊(43)：用于掃描磁性地標(biāo)和磁條，識(shí)別agv小車所在位置和所在線路。

無(wú)線通訊模塊(41)：用于agv與調(diào)度模塊(21)之間的通訊，agv小車通過(guò)感知模塊(43)過(guò)的運(yùn)行的信息，通過(guò)無(wú)線模塊(41)接收調(diào)度模塊(21)的詢問(wèn)指令，同時(shí)將運(yùn)行信息反饋給調(diào)度模塊(21)，調(diào)度模塊(21)通過(guò)分析與判斷產(chǎn)生控制指令發(fā)送給agv小車，保證agv小車的穩(wěn)定運(yùn)行。

控制模塊(42)：為agv小車搭載的嵌入式控制設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境，用于處理分析和處理調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的各種指令。

運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(44)：執(zhí)行接收到的控制模塊(42)的命令，完成相應(yīng)的動(dòng)作。

所述路口信號(hào)燈(3)：用于顯示路口交通狀況，幫助作業(yè)環(huán)境內(nèi)其他作業(yè)單元判別路口交通狀態(tài)。所述平板模塊(1)：用于發(fā)出呼叫agv小車的任務(wù)指令給調(diào)度程序，同時(shí)接收調(diào)度程序反饋的信息在平板上顯示。

基于本agv調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行方法是：

工作人員準(zhǔn)備好裝滿貨的料車，點(diǎn)擊所在地標(biāo)的平板模塊(1)，調(diào)度程序接收到指令并處理，根據(jù)算法安排最近的空閑的agv小車并規(guī)劃小車路線向agv小車發(fā)出發(fā)車任務(wù)，在此基礎(chǔ)上，調(diào)度模塊告知平板程序已經(jīng)處理了平板模塊(1)的叫車任務(wù)和相應(yīng)的派車信息；調(diào)度模塊(2)控制小車來(lái)到平板模塊(1)所在的磁地標(biāo)位置，并做出對(duì)應(yīng)該地標(biāo)的動(dòng)作。

agv小車通過(guò)感知模塊(43)實(shí)時(shí)抓取地標(biāo)，獲取自身所在位置并通過(guò)控制模塊(42)將收集到的位置信息處理反饋給無(wú)線通訊模塊(41)，agv小車實(shí)時(shí)與調(diào)度程序通訊，通過(guò)無(wú)線通訊模塊(41)反饋運(yùn)行信息給調(diào)度模塊(2)，調(diào)度程序根據(jù)agv小車反饋的運(yùn)行信息來(lái)是實(shí)現(xiàn)agv小車的交通管制和路口信號(hào)燈管控。

由控制模塊(42)實(shí)現(xiàn)agv小車與感知模塊(43)，無(wú)線通訊模塊(41)、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(44)進(jìn)行信號(hào)交互和指令發(fā)送；控制模塊(42)通過(guò)接收感知模塊的數(shù)據(jù)，協(xié)同無(wú)線模塊(41)向調(diào)度模塊(2)反饋數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線模塊(41)接收來(lái)自調(diào)度模塊(2)的指令，轉(zhuǎn)換為機(jī)器命令傳輸給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊執(zhí)行任務(wù)。

運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(42)，通過(guò)接收控制傳遞的底層指令執(zhí)行終端任務(wù)，同時(shí)通過(guò)感知模塊的傳感設(shè)備發(fā)送給終端控制模塊形成閉環(huán)控制；運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊為agv運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)載體，由執(zhí)行終端組成，執(zhí)行終端包括：轉(zhuǎn)動(dòng)輪，升降勾鎖。所述的閉環(huán)控制為：控制模塊(42)向運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(44)發(fā)出指令，agv小車執(zhí)行動(dòng)作同時(shí)，感知模塊(43)實(shí)時(shí)感知小車狀態(tài)變化并上報(bào)給控制模塊(42)，控制模塊(42)收到感知模塊(43)上報(bào)的信息并及時(shí)分析和處理并判斷是否需要agv小車執(zhí)行動(dòng)作，若有需要?jiǎng)t控制模塊(42)下發(fā)指令給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊(44)。

無(wú)線通訊模塊(41)為agv小車上安裝的信號(hào)發(fā)射裝置，控制模塊通過(guò)模塊云上位機(jī)交互。

調(diào)度模塊(2)通過(guò)無(wú)線通訊模塊(21)實(shí)時(shí)接收到小車上報(bào)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)交給實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊(23)分析處理，實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊(23)將處理后的小車信息按照類別分別交給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(25)和交通管制模塊(22)，交通管制模塊(22)根據(jù)小車位置信息決定小車是否需要進(jìn)行交通管制和控制路口紅綠燈，如果需要交通管制則發(fā)送相應(yīng)的命令給無(wú)線通訊模塊(21)，無(wú)線通訊模塊(21)將命令轉(zhuǎn)化為通訊數(shù)據(jù)傳給agv小車。如果需要信號(hào)燈控制則交通管制模塊(22)發(fā)送相應(yīng)的命令給無(wú)線通訊模塊(21)，無(wú)線通訊模塊(21)將命令轉(zhuǎn)化為通訊數(shù)據(jù)發(fā)送給信號(hào)燈(3)。

agv小車通過(guò)無(wú)線通訊模塊(41)接收到調(diào)度程序的指令，無(wú)線通訊模塊(41)先處理該指令將其轉(zhuǎn)換成小車控制模塊(42)需要的數(shù)據(jù)格式，小車控制模塊(42)處理小車通訊模塊(41)下發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)作執(zhí)行模塊(44)的底層指令下發(fā)給動(dòng)作執(zhí)行模塊(44)，動(dòng)作執(zhí)行模塊(44)執(zhí)行動(dòng)作指令。