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24647了工人们的工作效率，同时能够对工作环境进行优化，从而促进该领域的发展。由于目前相关信息技术、人工智能、互联网、计算机等技术的不断发展成熟，对于物料搬运自动化系统的发展也产生了较大的影响，促进了该系统性能的优化，实现将信息化、准时化、柔性化等特征融入到物料搬运自动化系统中[1]。国外很多发达国家在自动化、机械化等领域的发展是非常迅速的，因此这些国家的物料搬运已经完全实现自动化，在物料搬运中融入了远程控制操作、自动定位、RFID等高新技术，从而在一定程度上降低了工人工作压力，同时提升了物料搬运的效率。自动导引运输车Vehicle)GuidedticAGV(Automa主要实现物料的搬运工作，该设备为轮式移动机械，光学、电磁等相关的检测引导设备，能够实现对设备的前进产生一定的引导作用，同时提升了设备前进的安全性，实现保护设备，目前在现代工业物流领域中，其使用较为广泛，同时已经吃呢各位计算机集成制造系统(CIMS)的主要设备。该设备在运行过程中，能够实现货物的自动装载，货物装载完成后，即可通过相应的引导装置运行到目的地，然后进行物料雪灾，属于全自动物料运输装置。该设备中包含了光学、电磁等相关的检测引导设备，能够实现对设备的前进产生一定的引导作用，同时提升了设备前进的安全性，实现保护设备，通过该设备实现物料的自动运输，从而在一定程度降低了工人的工作压力，设备的动力一般由蓄电池提供。WMS、目前人力成本在不断的提升，因此目前很多工业生产中开始逐渐转变为无人化、少人化的发展，从而在一定程度上降低人工成本，减少生产成本的消耗。(3)管理更方便。在控制过程中，若想要改变AGV移动路线，或者扩充路线等，只需进行程序的修改即可，目前在很多生产工艺流程中，AGV系统的使用范围逐渐扩大，已经成为了工艺连接纽带，其扩展性较强。AGV系统的运行速度可以进行控制，通常情况下其运行速度是比较低的，处于70m/min~10之间，并且该系统中，包含了微控制器，通过该控制器实现控制系统的运行，微控制器能够实现连接本区控制器，避免产生碰撞现象，进行系统设计时，还设置了相应的定位精度传感器，该传感器的定位精度在30mm以内，保证小车在装卸、运输过程中不会产生碰撞，同时也不会产生工件卡死。保证控制台、AGV系统之间的通信是双向的。小车只要处于控制范围内，不管其处于什么状态，控制台都能够实现将命令传输给小车，同时该命令的传输是特定的，只有固定接收者才能够接收到该命令，从而依据该命令完成相应的动作，实现移动、物料装载、卸载等，同时小车在运行过程中也能够实现向控制台传输信号，当小车产生故障时，能够将故障信号传输到控制台，实现故障管理，也可将小车目前的运行状态、蓄电池状态等信息传输给控制台。1970年左右Webb、Clark公司开始进行AGV系统的研究，并同时取得了一定的研究成就，因此该时期内AGV技术在欧洲的发展速度非常快，在1975年左右，欧洲实现研发的AGV系统数量达到了520个，研发设计的AGV小车达到了4800台。当发展到1985年时，小车数量已经超过一万，机械制造行业的主要工业为汽车工业[9]。欧洲在1980年开始进行AGV技术的研究，而欧洲在美国的公司通过相应的许可证以后实现将经营逐渐转移到美国境内，发展到1984年时，AGV技术中最大的用户为通用汽车，并且在1986年时实现研发了1409台，发展到1987年，新增数量为1662台。美国相关企业在对欧洲的AGV技术进行相应的研究分析后，实现对其进行优化，在研究过程中，利用计算机控制系统实现AGV小车的控制，从而在一定程度上提升了小车运输量，提高了运输效率，同时小车提供了在线充电的功能，能够保证二十四小时处于运行状态[10]。日本首次进行AGV技术的研究工厂建设于是在1966年，该工厂与美国公司合资开设，发展到1988年时，AGV制造厂商数量达到了二十家以上，截止1986年，日本安装的AGV系统数量超过2312个，研发的AGV小车数量为5032台。目前由于美国、日本、瑞典等国家的AGV技术发展迅速，很多工厂已经实现了材料生产管理的全自动化，尤其是日本AGV的设计量年增长率已经达到20%。我国AGV系统的发展开始时是从国外引进的，以国外技术为基础进行研究，目前已经能够实现自主研发，并且掌握了相关的核心技术。我国AGV技术的发展历程是比较短的，我国在1960年时才开始对该技术进行研究，但是由于发展速度缓慢，起重机械研究所研发得到，在1980年时，原邮电部北京邮政科学技术研究也实现了邮政枢纽AGV系统的研发，中科院沈阳自动化研究所在1990年时生产了六台AGV汽车，并将这些汽车投入到生产装配线中使用，1996年时获得了我国科学技术进步三等奖[12]。天津理工学院在1992年时研发了核电站，通过光学实现AGV的引导，我国的AGV技术在1995年时实现了引进韩国，代表我国自主机器人研发技术已经开始位于国际市场中。就目前我国该技术的发展现状进行分析，我国已经实现掌握了相关导航、驱动技术，并且能够实现自主研发交通管理、车辆调度、任务系统管理等软件，能够实现自主设计AGV系统，同时经过对该系统进行深入研究后，取得了一定的研究成果[13]。我国实现自主研发的第一款无轨导航AGV小车为米克力美，该小车在研发出来以后得到了广泛关注，同时AGVS作为出口导向型优先发展自动化产业。世界自动化产业需求量在2000年为700亿美元，台湾36亿美元。《中国制造2025》中，提出了我国由制造大国转变为制造强国相关计划，首先需要对较为先进的制造业进行发展，对于制造业而言，智能工厂物流、智能供应链的发展是非常重要的，自动化、智能化的发展能够在一定程度上降低我国物流费用率。“中国制造2025”、智慧物流等影响下，我国的AGV机器人销售量得到了提升提升。2017年，AGV机器人销售量为12900台，2018年，预计其销售量大于1.8万台，实现同比增长40%。2017年销售量迅速增长的原因为市场对于新兴产业的需求量逐渐提升。AGV技术的发展能够实现代表我国物流装备技术的发展水平。对于AGV系统而言，导航的设计时非常重要的，同时导航技术目前在很多领域中也开始广泛使用，很多企业也开始对AGV导航技术进行研究，实现技术创新，从而满足目前市场需求。惯性导引技术、磁带导引技术、隐藏较好，因此在使用过程中很不会受到污染，同时其正常工作时产生的干扰信号是非常小的，成本较低，使用较为简单。修改路径时不方便，通过粘贴色带、涂漆等方式进行路径处理，从而利用色带图像信号处理完成小车运行的引导。进行路线设置时比较方便，同时灵活度较高。激光导引通过激光扫描器发射出相应的激光束，路径上的相关标记在接收到该激光束以后，将会产生反射信号，通过三角定位原理实现对小车的方位、实际距离等进行计算，同时对小车在世界坐标系内的位置进行计算，最终实现小车引导。定位精确度较高，通过CCD摄像头实现小车行驶图像的获取，同时将获取到的信息传输到计算机中，从而利用计算机对小车行驶方向、位置进行判断。通过二维激光扫描仪实现现场环境信息提取，同时进行导航环境绘制、地图修正，最终实现导航。对小车的实际距离进行测量后，依据测量信息实现位置信息的更新；作者在该节中主要实现本次研究内容、重点的介绍。该节主要实现对相应的技术路线、研究方案进行介绍。中非常重要的设备，使用一定数量的AGV能够实现依据设定好的工序进行物料的输送[21]。AGVS系统中，包含了充电系统、AGV小车、控制系统、通讯系统等几个部分。系统实现联系外部系统，同时依据AGV运行状态、物料需求等实现利用通讯系统进行命令的调度，将相关的命令信息传输给制定AGV。AGV在接收到命令以后，开始质执行任务，执行完以此任务后等待下次任务命令的发布，在一个AGV系统中，小车的数量可以为几十台，因此在设计控制系统时，需要将现场分为不同的区域进行控制，在每一区域中设置相应的分站，通过总站计算机对每一区域的分站进行控制。该系统属于自动化运输系统，其与传统物流运输系统相比较，存在以下优点[22]：（1）在进行路线修改时，比较方便，该系统中，每一台小车都是独立运行的，因此小车的路线都是设定的，可通过相应的管理程序实现路线更改，同时通过相应的引导方式实现引导车辆完成相应的操作，工作效率较高，同时系统的开发设计成本较低，。（2）该系统具有较强的柔性，系统中设置了相应的定位设备、工位识别设备，能够实现精准定位，同时各设备之间具备协调工作的能力，通过通讯系统、管理系统的控制实现物流柔性控制，提高物流运输效率。该系统具有较强的安全性，系统中安装了相应的声光报警设备，当小车在运行过程中运行路线前方设置了障碍物，小车将会在遇到障碍物之前自动停车，避免产生碰撞，因此具有较强的运行安全性。（4）系统结构较为紧凑，空间占用率较小，该系统中，相关设施可以依据现场需求进行配置，所以该系统并不是固定不变的，从而提升了系统的柔性，依据现场常规通道、人行通道，可实现小车运行路线的随时更改。本次设计的AGV系统中，包含了LCD显示模块、辅助装置、驱动、数传、避障、视觉导航、车体架构等几个模块。铝合金的强度较大，同时其具有较强的铸造性能，密度较小，加工性能、力学性能都比较强，并且抗腐蚀能力较强，因此在很多领域中使用都非常广泛，其使用率在领域中排名第二，钢铁使用率为第一[23-24]。导航的稳定性、精确性等将会对AGV系统运行的精确度、鲁棒性、稳定性等性能产生巨大影响。在进行AGV设计时，需要保证小车在运行过程中不会产生碰撞现象，从而保证系统运行的安全性，目前在各个领域中，使用较为广泛的避障传感器包含了超声、激光、红外、接近觉、微波雷达等类型的传感器[27]。中包含了急停按钮、接触式防撞保险杠两个部分，传感器将采集到的障碍物信号传输到控制器中，通过控制器对障碍物进行判断，若小车产生故障时，可通过报警模块产生报警信号，并且将该信号通过无线通讯传输到控制台中，AGV在进行AGV小车运动模型构建过程中，首先需要对小车驱动模式进行判断，通过运动学分析后，才能够进行运动模型的构建。本次设计的AGV小车通过两轮差速独立驱动，依据两轮的差速实现方向的变化，其运动示意图为下图，将驱动轮安装在AGV后端，实现轴向与中心线重合，径向平行，能够实现独立驱动，该小车在转弯时抗热通过调整两轮差速进行控制，将其中一轮速度设置为0后，即可实现原地转向，在进行小车运动模型构建之前，需要依据其运动状态提出相应的假设条件：①小车刚性；②运动方向水平；③小车运动过程中，两轮的受到的应力作用相等，与地面不会产生滑动现象；④不考虑空气阻力。图(3-2)AGV运动图上图中：L——驱动轮间距；R——转弯半径；VrVl,——驱动轮轮线速度；小车在运动过程中，其转弯方向、转弯半径都不是固定的，因此杜宇通过驱动轮速度差的调节实现小车转弯的控制，也就是通过)Vr-(VlV实现控制小车转弯过程。若Vr＝Vl，驱动轮转动方向相同，此时小车处于直线前进、后退的运动状态，转弯半径等于0；若Vr≠Vl时，AGV小车曲线运动，Vr＞Vl，小车左转，不考虑车轮运动方向，Vr＜Vl，小车右转，也不考虑车轮运动方向。小车正常运动时，假设驱动轮的直线运动速度为Vm，由车体刚性平动原理、车体结构得到Vr、Vl、Vm关系为：当小车转弯时，其转角为ω，得到其计算表达式为：小车运动t时间，小车、路径中心线之间产生了距离偏差，角度偏差。依据上述两个表达式即可得到小车的运动方程：(3-2)(4-2)若角度偏差小，依据上表达式4-2得到角度偏差变化率为：(5-2)上表达式中，角度偏差变化率受路径中心线曲率变化的影响可通过进行描述，若后者不产生变化，此时中心线为直线，=0。同理，距离偏差变化率计算表达式：(6-2)上表达式中，距离偏差变化率受路径中心线曲率变化的影响可通过进行描述，若后者不产生变化，此时中心线为直线，=0。依据，，式(5-2)、(6-2)，实现小车状态方程的建立，噶方程的状态变化量为，[31]。(7-2)当小车直线运动时，=0，=0。依据小车状态方程可以得到，