【正文】 上的自動導(dǎo)引。自動導(dǎo)引車的控制模式將不再是單一的集中控制管理，而是將大多數(shù)管理功能直接下放到自動導(dǎo)引車車載控制系統(tǒng)，單機之間實現(xiàn)相互通信交流，其優(yōu)越性具體表現(xiàn)在路徑選擇及交通管理方面，將現(xiàn)代控制理論（模糊 控制）與古典理論（圖論、拓撲）有機地結(jié)合起來，可確保自動導(dǎo)引車系統(tǒng)的高效運行。但可以想象，圖像識別技術(shù)與激光導(dǎo)引技術(shù)相結(jié)合將會為自動化工程提供意想不到的可能，如導(dǎo)引的精確性和可靠性，行駛的安全性，智能化的記憶識別等都將更加完美。 目前，一些發(fā)達國家對自動導(dǎo)引車的研究趨于單機智能化，即自動導(dǎo)引車系統(tǒng)無固定的行駛路徑，在導(dǎo)引技術(shù)上，結(jié)合了地理信息系統(tǒng)（ GIS）及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS）技術(shù)，自動導(dǎo)引車能夠?qū)ψ约盒旭倕^(qū)域的周圍環(huán)境進行圖像識別，實現(xiàn)智能行駛。而目前國內(nèi)自動導(dǎo)引車系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)達國家（歐美、日本）相比還存在巨大的差距，應(yīng)用的局限性主要在于：國 內(nèi)相當(dāng)多的潛在用戶對自動導(dǎo)引車系統(tǒng)不了解，不知道自動導(dǎo)引車是什么，能做什么，以及使用自動導(dǎo)引車有什么好處等。 隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，自動導(dǎo)引車技術(shù)日臻完美，可以預(yù)測，未來的幾年，因為巨大的經(jīng)濟和社會效益，自動導(dǎo)引車的應(yīng)用范圍和形式會進一步拓寬擴大。在核電站和利用核輻射進行保鮮儲存的場所 ，自動導(dǎo)引車用于物品的運送，避免了輻射危險。 （ 5） 危險場所和特種作業(yè) ： 在軍事上，以自動導(dǎo)引車自動駕駛為基礎(chǔ)集成其他探測和拆卸設(shè)備，可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵查，英國軍方正在研制的 Minder Recce 是一輛具有地雷探測、基于 FMS 的自動導(dǎo)引車控制器設(shè)計與實現(xiàn) 4 銷毀和航路驗證能力的自動型偵查車。 （ 4） 煙草、醫(yī)藥、食品、 化工 ： 對于搬運作業(yè)有清潔、安全、無排放污染等特殊要求的煙草、食品、化工等行業(yè)中，自動導(dǎo)引車的應(yīng)用也受到重視。瑞典于 1983 年在大斯德哥爾摩郵局，中國于 1990 年在 上海郵政樞紐開始使用自動導(dǎo)引車完成郵品的搬運工作。近年來，作為 CIMS 的基礎(chǔ)搬運工具，自動導(dǎo)引車的應(yīng)用深入到機械加工、家電生產(chǎn)、微電子制造、卷煙等多個行業(yè)，生產(chǎn)加工領(lǐng)域成為自動導(dǎo)引車 應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。1974 年 ， 瑞典的 Volvo Kalmar 轎車裝配廠為了提高運輸系統(tǒng)的靈活性，轎車自動裝配線采用自動導(dǎo)引車為載運工具，裝配時間減少了 20%，裝配故障減少了 39%，投資回收時間減少了 57%，勞動力減少了 5%。海爾集團于 20xx 年投產(chǎn)運行立體倉庫， 9 臺自動導(dǎo)引車組成了一個柔性庫內(nèi)自動搬運系統(tǒng)，成功地完成每天 23400 件出入庫貨物和零部件的搬運任務(wù)。 目前， 工業(yè)級 自動導(dǎo)引車在煙草、印鈔、汽車、新聞紙等行業(yè)已有大規(guī)模應(yīng)用，呈日益上升的勢頭，并突破傳統(tǒng)行業(yè)，出現(xiàn)了一些新的技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用趨勢，以下是其主要應(yīng)用領(lǐng)域： （ 1） 倉儲業(yè) ： 倉儲業(yè)是自動導(dǎo)引車最早的應(yīng)用場所， 1954 年 ， 世界上首臺自動 導(dǎo)引車在美國 South Carolina 州的 Mercury Motor Freight 公司倉庫投入運營，用于實現(xiàn)出入庫貨物的自動搬運。 （ 4）自動導(dǎo)引車是用計算機控制的自動化輸送系統(tǒng)，使物流中心實現(xiàn)高度自動化的計算機管理成為可能。 （ 2）靈巧的無人 駕駛地面搬運車取代了笨重的傳送帶、傳送鏈等，無需在地面上設(shè)置復(fù)南京航空航天大學(xué) 碩士 學(xué)位論文 3 雜的鋼結(jié)構(gòu)，可大大改善現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境。 自動導(dǎo)引車 是一種用電池供電、無人駕駛的工業(yè)貨車，可以通過編程進行路徑選擇和定位，通常與其他自動化系統(tǒng)集成起來使用（如 CNC 機床、工業(yè)自動導(dǎo)引車），從而獲得集成、柔性自動化的綜合效益。 3. 自動導(dǎo)引車應(yīng)用領(lǐng)域 隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進和經(jīng)濟的全球化，現(xiàn)代物流已應(yīng)用于世界各國經(jīng)濟生活的各個領(lǐng)域，自動化物流系統(tǒng)已成為現(xiàn)代化工廠不可缺少的重要部分， 隨著 倉儲、運輸、分揀、配送等的技術(shù)水平、自動化水平及系統(tǒng)化水平不斷提高，應(yīng)用前景也越來越寬廣，自動化物流技術(shù)和成套設(shè)備的開發(fā)研制已經(jīng)發(fā)展成了一個龐大的產(chǎn)業(yè)。 20 世紀 70 年代后期，北京起重運輸機械研究所研制 的 ZDB1 型自動搬運車是最早的實用型 自動導(dǎo)引車 ； 80 年代后期， 郵電部設(shè)計研究院等單位先后開始對 自動導(dǎo)引車 進行研究與實踐； 北京機械工業(yè)自動化研究所為二汽研制了用于立體化倉庫中的自動導(dǎo)引車 ； 沈陽自動化研究所為金杯汽車公司研制了汽車發(fā)動機裝配用的自動導(dǎo)引車 ； 90 年代，清華大學(xué)國家 CIMS 工程中心將從國外引進的自動導(dǎo)引車成功應(yīng)用于 EIMS的實驗研究 ；沈陽自動化研究所為沈陽金杯汽車公司總裝線上設(shè)計了 9 臺 自動導(dǎo)引車 自動裝配系統(tǒng)，此后又先后實施多個汽車行業(yè)項目； 清華大學(xué)計算機技術(shù)應(yīng)用系研制了用于郵政中心的自動導(dǎo)引車 ； 昆明船舶設(shè)備研究所 在引進國外最先進 自動導(dǎo)引車 進技術(shù)的基礎(chǔ)上， 研制了激光導(dǎo)向式自動導(dǎo)引車 ，先后承擔(dān)了數(shù)十個 自動導(dǎo)引車 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝； 吉林工業(yè)大學(xué)為汽車裝配線研制了視覺導(dǎo)向自動導(dǎo)引車等 ，使自動導(dǎo)引車技術(shù)得到迅速發(fā)展。 到目前為止，全世界已擁有 自動導(dǎo)引車 系統(tǒng) 15000 多個，約 110000 輛 自動導(dǎo)引車 [1]。 新的導(dǎo)向方式和技術(shù) 也 得到更廣泛研究和開發(fā) ，如 電磁感應(yīng)引導(dǎo)、激光引導(dǎo)、磁鐵陀螺引導(dǎo)等方式，其中以激光引導(dǎo)方式發(fā)展較快，但電磁感應(yīng)引導(dǎo)和磁鐵陀螺引導(dǎo)方式 仍 占有較大比例。1973 年，瑞典 VOLVO 公司在 KALMAR 轎車廠的裝配線上大量采用自動導(dǎo)引車進行計算機控基于 FMS 的自動導(dǎo)引車控制器設(shè)計與實現(xiàn) 2 制裝配作業(yè)。瑞典于 1969 年首次在物流系統(tǒng)中采用了自動導(dǎo)引車，日本也在 1963 年首次引進一臺自動導(dǎo)引車。雖然自動導(dǎo)引車首先出現(xiàn)于美國，但卻是在歐洲迅速得到發(fā)展和推廣應(yīng)用，并成為制造和裝配過 程中一種流行的物料搬運設(shè)備，歐洲各公司統(tǒng)一了托盤的結(jié)構(gòu)和尺寸，使得自動導(dǎo)引車制造廠不需要頻繁地根據(jù)用戶的要求改變自己的產(chǎn)品形式。 1959 年，自動導(dǎo)引車用于倉庫自動化和工廠作業(yè)上，開始在歐洲得到推廣應(yīng)用。 自動導(dǎo)引車在國內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用 1. 自動導(dǎo)引車國外發(fā)展歷史 1953 年，美國制造了世界上第一臺采用埋線電磁感應(yīng)式的跟蹤路徑自動導(dǎo)向車，也被稱作 “ 無人 駕駛牽引車 ”，小車跟隨一條鋼絲索導(dǎo)引的路徑行駛，并具有一個以真空管技術(shù)為基礎(chǔ)的控制器。 自動導(dǎo)引 車是 高技術(shù)密集型項目 ，作為 移動式自動導(dǎo)引車的一個分支 ，它 集人工智能、信息處理和圖像處理 于 一體 ， 綜合了當(dāng)今科技領(lǐng)域先進的理論和應(yīng)用技術(shù)， 已經(jīng)在 自動化搬運系統(tǒng)、物流倉儲系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）和柔性裝配系統(tǒng)（ FAS） 中扮演著越來越重要的角色。 munication system has been confirmed, which lays the foundation for technology specification further such as improving the running speed and location accuracy. With vehicle puter and wireless card, using wireless access point and active connector,the developed AGV system can integrate the whole control system with the help of software is deployed well in the system, the operated object can be controlled conveniently according to the actual situation with amicable Operator Interfaces. Based on former design,the vehicle_mounted mechanism has been resigned to acieve the drive congtrol of stepped motor by using single chip, and the system hardware and software has been redesigned ,simunated and adjusted as well. .Key words: Auto Guided Vehicle， electromagism tracking， motor drive ， remote control 南京航空航天大學(xué) 碩士 學(xué)位論文 v 目錄 第一章 緒論 ......................................................................... 1 引言 ........................................................................ 1 自動導(dǎo)引車在國內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用 .......................................... 1 自動導(dǎo)引車的導(dǎo)引方式 ........................................................ 4 本課題的研究背景及意義 ...................................................... 6 本課題的研究任務(wù) ............................................................ 8 本章小結(jié) .................................................................... 9 第二章 自動導(dǎo)引車的設(shè)計方案 ........................................................ 10 自動導(dǎo)引車系統(tǒng)原理 ......................................................... 10 自動導(dǎo)引車軟件設(shè)計方案 ..................................................... 12 本章小結(jié) ................................................................... 13 第三章 自動導(dǎo)引車控制器硬件設(shè)計與開發(fā) .............................................. 14 引言 ....................................................................... 14 控制器相關(guān)硬件設(shè)計與開發(fā) ................................................... 15 自動導(dǎo)引車行走模塊 .................................................... 15 循跡模塊設(shè)計 .......................................................... 20 電源模塊 .............................................................. 23 插槽板模塊 ............................................................ 24 安全保護模塊 .......................................................... 26 移載模塊 .............................................................. 27 本章小結(jié) ................................................................... 38 第四章 自動導(dǎo)引車軟件設(shè)計與實現(xiàn) .................................................... 39 自動導(dǎo)引車軟件運行和開發(fā)平臺 ............................................... 39 硬件 配置 ............................................................... 40 軟件配置 ............................................................... 40 自動導(dǎo)引車功能模塊描述 ..................................................... 40 自動導(dǎo)引車功能模塊的程序?qū)崿F(xiàn) ............................................... 41 自動導(dǎo)引車控制軟件使用說明 ..........