一：agvs介绍
Agvs广泛用于智能仓储，柔性制造和物料运输，有近百年历史，其发展轨迹由两大分支构成：一个是叉车技术一个是机器人技术，但两者目标一致，即实现货物自动搬运。
agvs系统大致包含单车agv监控调度系统 自动充电系统, 定位和通信系统等外围设备。
Agvs应用中的关键点大致有：导航与导引 运动控制 路径规划与任务调度其他信息系统（ERP、WMS 手持终端等）融合 多agv协同工作等
（1）单车agv
单车agv主要包括以下几个方面。
图1-1 单车系统
1.机械结构（车身）
2.导航定位系统
用于运动过程中的定位 常见的导航方式有电磁感应和激光导航等，其中激光导引在运行区域的周围放置一定数量的反光镜，agv通过安装的激光扫描和接收器接收反射回来的激光信号，根据反射光的夹角和时差计算出agv的当前位置，并与计算机上的坐标地图数据比较实现导引。
3.运动系统
运动系统包括减速器、驱动与转向电机等组成。
4.通讯系统
通讯系统用于agv和调度系统导航系统收发信息等，一般采用建立无线局域网形式。agv只与调度系统双向通信，单车之间一般不相互通信，通信协议一般基于TCP/IP协议。
5.防碰撞体统
Agv安全措施分为软件和硬件部分 软件包括故障检测和处理 硬件使用各类传感器如接触式碰撞传感器 声波 激光等非接触式传感器。
6.电源系统
一般为蓄电池 24v48v等，种类有铅酸 镍镉电池 锂电池等 电池系统需具备检测电池使用状态 充电状态 并把状态报告发送给控制中心。
7.车载系统
常见的控制器有基于单片机，基于plc 和基于工业计算机的控制系统。实现导航计算、导引实现、车辆行走、货物装载等功能。车载软件大致包含以下几个模块：
导航仪测试模块、软件界面模块、初始化模块、运动控制模块、路径规划模块。其他辅助模块， 包括报警模块、无线通讯模块等。
（2）Agvs监控调度管理系统
上位机系统实现任务接收、调度与任务分配、环境地图绘制与管理、路径规划与协调、自动充电等工作。通过通信设备发送指令和路径信息给每台agv，然后引导各agv完成相应的任务。可与其他信息系统的融合，接收来自ERP WMS MES终端设备等任务信息。按实现方式划分，可分为集中式和分布式。分布式系统将agv移动平台功能进行扩展和增强，agv采用嵌入式地图技术，可自动实时规划运行路径。集中式系统采用*控制系统统一分配与规划，单车之间不进行通信的一种方式。
图1-2 集中式激光agvs系统
二．agvs监控调度管理系统
（1）常见功能
1） 对地图的管理。地图绘制，保存地图，打开存档地图，实现地图数据的提取与保存；
2） 和多个agv之间建立无线通信，保证和多个agv之间的可靠的数据和命令传输；
3） 能对agv进行控制，在上位机上单独控制小车，包括启动，停止小车，速度设置等；
4）agv状态的实时监控。包括是否运行，运行的方向和速度大小，电源电压大小，报警信息，任务执行情况等，并能将agv位置，运动方向，速度等信息动态显示在地图中；
5）任务的派发管理。根据任务优先级，系统状态，进行任务管理，分配agv完成指定工作；
6）路径规划功能。根据每个agv的任务，选取最优路径，达到任务完成耗时最短；
7）交通控制（冲突检测与处理）功能。根据系统运行情况，采取合理的冲突检测和冲突消除策略；
8） 自动充电。当agv电量不足时，发送充电请求并驶入休息站点，控制系统会接收并记录此信息，并根据充电站状态，引导单车驶入某一充电站；
9）日志存储。系统能够详细记录agv的运行事件日志和状态日志，并对数据进行存储。
（2）功能模块
1）地图管理
①地图构建
根据不同场景 寻找合适的地图构建方法。
②地图绘制
使用直接面板绘制或者从读取外部文件的方式实现站点，路径，货物位置等信息的设置。
★dwg格式文件获取信息。使用AutoCAD绘制环境地图和路径信息，路径信息和环境信息选择不同属性的线绘制。程序读取dwg格式文件，根据建立的绘制标准，实现对特征元素的选取并保存到本地文件中，然后调用程序函数在指定位置重新绘制特征元素。
★直接面板绘制。提供绘图工具，实现在界面上绘制环境与路径等信息。
2）agv通信管理
Agv通信管理属于底层管理，是实现其他功能的基础，通信模块通常基于TCP/IP协议实现，实现小车ip地址 端口绑定 连接和发送接收超时时间的设置。上位机创建监听接口，等待下位机的连接请求，下位机启动后，发送连接请求，与上位机建立联系，实现可靠的通信。上位机获取单车位置、速度、电压等信息，并动态显示在地图上。
3）任务获取与存储
运输任务来自界面操作或者手持终端，由ERP或WEB端添加输入新的订单并发送给上位机系统，上位机系统对任务存储，并根据需要开始分配任务。常见任务类型有出库，入库，移库等操作。指定任务分配给agv，agv运动至指定位置加载，运送至目标地点，卸载货物。
4）任务调度
系统根据当前作业的请求，对任务进行处理，包括对基于一定规则的任务进行排序，并安排合适的agv处理任务。需要综合考虑各个agv的任务执行次数 电能供应时间 工作与空闲时间等
。当任务太多，没有空闲的agv时，需要将任务暂时储存起来，然后按顺序逐步完成。各种任务还需有等级之分，等级高的任务将优先执行。此外还要实现任务下发（单一任务点对点下发，批任务下发），任务查询与显示，任务删除与暂停等功能。
5）路径规划
路径规划技术是解决agv’从起点到目标点的路径问题，针对不同环境，不同的系统要求和性能指标，需要应用不同的路径规划算法，以求最短时间完成任务。根据所需执行的任务，以及各台agv的当前位置来优化agv的分配。常用的全局路径规划算法有图论算法，蚁群算法，遗传算法，神经网络等，常用的局部路径规划算法有虚拟力法，A*算法，模糊路径规划等。
6）交通管理
根据agv车辆的物理尺寸大小，运行状态和环境路径状况，提供避免agv车辆碰撞 死锁产生的方法。在系统遇到紧急情况时，能有效处理局部问题而不影响总体运行。
7）自动充电管理
（3）工作描述
1) 单车工作模式
① 手动模式。相当于一台手动叉车，可以人工驾驶，不与外界系统通信。
② 半自动模式。不接受地面控制系统的调度任务，但是可以与上位系统进行实时通讯，进行位置坐标 状态的实时传输，该模式被用于厂区地图绘制死锁冲突解除或者调度错误修复。
③ 全自动模式。包含四种状态，分别是取货 卸货 充电和等待。Agv加入地面控制系统管理后，处于等待状态。当接收到地面控制系统下发的任务时，agv进入取货状态，会沿着预置路径行驶到取货工作点并完成相应的工作。此时，agv进入卸货状态，将在地面控制系统的指引下到达卸货工作点完成相应操作，然后返回休息点，进入等待状态。如果agv在行驶过程中，遇到障碍物，无法自主避障时，同样进入等待状态，直到前方的障碍物消失，系统恢复之前的工作状态。
图2-1 单车状态
2）上位机系统
上位机控制软件先启动，启动后初始化通讯和监控，然后小车管理模块启动并等待agv加入管理。
每台agv开机自检，确保各子系统正常后，向上位机系统提出连接请求，建立TCP/IP通讯连接。然后发送加入上位机管理的请求，上位机根据系统当前情况，判断是否加入agv。当agv加入上位机管理后，在任务调度模块即可对该agv进行调度。