RFID texnologiyasiga asoslangan avtomatik boshqariladigan avtomobil joylashuvi va yo'l-yo'riq dizaynining batafsil tushuntirishi

0 Muqaddima

AGV (avtomatik boshqariladigan avtomobil) ob'ektlarini boshqarish uchun yo'l-yo'riq va joylashishni aniqlash tadqiqotning asosiy qismlari hisoblanadi. Keng qo'llaniladigan yo'l-yo'riq usullari orasida magnit yo'l-yo'riq [1], vizual ko'rsatma [2], lazer yo'riqnomasi [3] va boshqalar kiradi. Joylashuvni aniqlash usullariga QR kodini aniqlash [4], RFID radiochastotani aniqlash joylashishni aniqlash [5], ultratovush joylashishni aniqlash va boshqalar kiradi. Ular, magnit yo'naltiruvchi magnit chiziqlar yotqizish oson, yo'llarni o'zgartirish oson, radiochastotani aniqlash ifloslanishi oson emas, tovush va yorug'likka hech qanday aralashmaydi. Shu sababli, RFID texnologiyasini birlashtirgan magnit yo'l-yo'riqli AGVlar avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish va tashishda keng qo'llaniladi.

Ko'pgina olimlar magnit yo'riqnomada RFID texnologiyasi bo'yicha tadqiqotlar o'tkazdilar. Gu Jiawei va boshqalar. [6] elektron teglarda teg raqamlari va harakatni boshqarish parametrlarini yozish orqali AGV navigatsiyasini amalga oshirdi. Li Ji [7] RFID yordamida joylashishni aniqlashdan foydalangan va avtomobilni aylantirish, to'xtash va boshqa harakatlarni bajarish uchun gorizontal magnit chiziqlardan foydalangan. Luo Yujia [8] AGV burilish harakati rejimini o'rnatdi va 90 ° va 180 ° burilishlarga erishish uchun teg ma'lumotlaridan foydalangan.

Yuqorida tilga olingan adabiyotlarning aksariyati elektron teglarda harakat ko'rsatmalarini yozadi. Saqlangan yagona ko'rsatma ma'lumotlari tuFayli tegdan foydalanish darajasi past. Haqiqiy yo'l murakkab bo'lsa, ko'proq teglar tartibga solinishi kerak, bu esa yo'lni rejalashtirish va yo'l-yo'riq berishga yordam bermaydi. Oldingi tadqiqotlarga asoslanib, ushbu maqola murakkab yo'llar ostida AGV ning rahbarlik muammosini hal qilishga qaratilgan va avtomobil harakati buyruq algoritmini taklif qiladi. Harakat buyruqlari rejalashtirish vazifasiga muvofiq ishlab chiqariladi va avtomobilni boshqarish tizimida saqlanadi. Teglar faqat tranSport vositasini boshqarishning moslashuvchanligini yaxshilash uchun joylashuvni aniqlash sifatida ishlatiladi.

1. Haydash xaritasini modellashtirish

1.1 Xarita tarkibi

Xarita 1-rasmda ko'rsatilganidek, yo'naltiruvchi magnit chiziqlar va ish stantsiyalaridan iborat. Ikkisi mos ravishda chiziqlar va to'rtburchaklar bilan ifodalanadi. g ish joyini ifodalaydi, miqdori h va u formula (1) bo'yicha raqamlangan (rasmdagi kichik to'rtburchakning o'ng tomonidagi raqam), keyin ish stantsiyasining to'plami G = {g1 sifatida ifodalanishi mumkin. , g2, g3,..., gh}. l chiziqni ifodalaydi, soni esa n. Gorizontal va vertikal chiziq raqamlari mos ravishda juft va toq raqamlar bilan ifodalanishi va (2) formulaga muvofiq raqamlanishi (rasmdagi doiralardagi raqamlar) nazarda tutilgan. Chiziqlar to‘plami L={l1, l2,..., ln}.

Ushbu maqolani qo'llash stsenariysiga asoslanib, AGV ish joyiga kirganda vilka oldinga siljigan hollar bundan mustasno, orqaga qarab harakatlanishi va chiziq kesishmalarida va ish joyiga kirishda sekinlashishi nazarda tutilgan.

1.2 Elektron yorliq sxemasi

1.2.1 Ish stantsiyalariga tegishli teglarni joylashtirish

2-rasmda pi1, pi2,..., pi7 elektron tegning holatini ifodalaydi. 2(a)-rasmda AGV to'g'ridan-to'g'ri ketayotgani va ish stantsiyasiga gi chapdan kirishi ko'rsatilgan. Pi3, pi5, pi4 va pi7 da mos ravishda sekinlashish, teskari haydashdan oldinga, oldinga, o'ngga burilishga va to'xtashga o'tish nazarda tutilgan. Shakl 2(b) AGV ning orqaga chekinishi va ish joyidan chiqish uchun chapga burilishini ko'rsatadi. U tekis orqaga chekinadi, orqaga chekinadi va chapga buriladi va mos ravishda pi7, pi6 va pi1 da tezlashadi. AGV ning ish stantsiyasining o'ng tomonidan kirishi va chiqishi uning chap tomondan kirishi va chiqishiga o'xshaydi. Pikni ish stantsiyasi gi bilan bog'liq k-chi yorliq (k∈{1, 2,...,7}) sifatida aniqlang, u 2-rasmda ko'rsatilganidek joylashtirilgan. Uning tarkibi S1 matritsasi bilan quyidagicha ifodalanadi:

1.2.2 Chiziq yorlig'i tartibi

Har bir satrning ikkala uchiga ikkita elektron teg qo'ying. Sja lj qatoridagi a-chi yorliqni ifodalaydi, a={1, 2, 3, 4}. Sj1, Sj2, Sj3 va Sj4 koordinata o'qining musbat yo'nalishi bo'yicha lj bo'yicha ketma-ket joylashishi, Sj1 va Sj4 orasidagi chiziq segmenti esa lj chiziq diapazoni bo'lishi shart. Avtomobil boshqa qatorlarga kirish uchun Sj1 va Sj4 da burilish ko'rsatmalarini bajaradi va lj ga kirganda tezlashtirish va lj dan chiqishda sekinlashish uchun Sj2 va Sj3 da tezlashtirish yoki sekinlashtirish ko'rsatmalarini bajaradi. Barcha satrlardagi teglar (4) tenglamada ko'rsatilgan S2 matritsasi bilan ifodalanadi. Yakuniy xaritadagi barcha teglarning joylashuvi 3-rasmda ko'rsatilgan.

2. Harakat ko'rsatma algoritmi

Avval teglarni kodlang, so'ngra har bir tegni rejalashtirish yo'liga ko'ra o'tkazish tartibini aniqlang va nihoyat teglarni saralash asosida harakat ko'rsatmalarini yarating.

2.1 Elektron yorliq kodlash

Kodlashelektron tegning formati 4-rasmda ko'rsatilgan, bu erda x va y xaritadagi tegning koordinatalarini ifodalaydi, 'pro' atributni ifodalaydi, ya'ni avtomobil yorliqda bajarishi mumkin bo'lgan harakat ko'rsatmalari turini, 'satr' chiziqni ifodalaydi va 'o'tirish' Tegishli ish stantsiyasining raqamini ko'rsatadi. AGV ning chiziqdagi haydash rejimiga ko'ra, 'pro' Sj1 va Sj4 ning biti '01', bu aylanishni anglatadi va 'pro' Sj2 va Sj3 ning biti '02', bu tezlanish va sekinlashishni anglatadi. Sja ning "chiziq" biti j qator raqami, "o'tirish" biti esa nol bilan ifodalanadi. 'pro' pik yorlig'ining biti AGV ning stantsiyaga kirish va chiqish usuliga ko'ra 1-jadvalda ko'rsatilgan. 'chiziq' bit - pi1 joylashgan satr raqami va 'o'tirish' bit - bu men bilan bog'liq bo'lgan stantsiya raqami.

2.2 Yo'lni o'rnatish va tanlash

Ularning ichida w yo'lni ifodalaydi, soni esa m (m≥m0). Keyin barcha yo'llardan tashkil topgan matritsa W = [w1, w2,..., wm]T shaklida ifodalanishi mumkin. ltx wt yo'lining x-chi qatorini ifodalaydi, bu erda wt={lt1, lt2,…, ltx,…}, t∈{1, 2,…, m}, ltx∈L, t- qatoriga kiritilgan qatorni nazarda tutgan holda. th yo'l Eng katta son n1, keyin W m×n1 tartibli matritsadir. Agar chiziqlar soni n1 dan kam bo'lsa, etarli bo'lmagan qism 0 bilan, yo'l matritsasi esa (6) tenglama bilan ifodalanadi:

2.3 Rejalashtirish yo'li yorlig'ini saralash usuli

Har qanday ikkita bog'langan satrdagi teglar uchun birinchi va ikkinchi qatorlar mos ravishda lu va lv bilan ifodalanadi. Lu-dagi teglar Su1, Su2, Su3 va Su4, lv-dagi teglar esa Sv1, Sv2, Sv3 va Sv4. r0 lu dan lv gacha bo'lgan yorliqlar ketma-ketligini ifodalaydi. Faraz qilaylik, Su1 ning koordinatalari (x1, y1), Sv1 ning koordinatalari (x2, y2) bo‘lsin. Ikki koordinatani taqqoslab, lu va lv o'rtasidagi nisbiy pozitsiya munosabati haqida xulosa chiqarish mumkin:

Birinchi holat: x1》x2, y1》y2, 5(a)-rasm va 5(b)-rasmda ko'rsatilganidek, r0={Su4, Su3, Su2, Su1, Sv4, Sv3, Sv2, Sv1}.

Ikkinchi holat: x1》x2, y1》y2, agar lu toq son bo'lsa, r0={Su1, Su2, Su3, Su4, Sv4, Sv3, Sv2, Sv1}, 5(c)-rasmga mos keladi; aks holda r0={Su4 , Su3, Su2, Su1, Sv1, Sv2, Sv3, Sv4}, 5(d)-rasmga mos keladi. Xuddi shu tarzda, r0 elementlarning boshqa hollarda joylashishi haqida xulosa chiqarish mumkin.

wb yo'li uchun avval (4) tenglamaga muvofiq har bir satrdagi yorliqlarni tanlang, so'ngra ularni yo'ldagi har bir yorliq orqali transport vositalari o'tish tartibida joylashtiring. Bosqichlar quyidagicha:

(1) lb1 va lb2 ni mos ravishda birinchi va ikkinchi qatorlar deb hisoblaymiz va ularning pozitsion munosabatini koordinata munosabati asosida aniqlaymiz. Ikki qatorli yorliqlarni saralash qoidalariga ko'ra tartiblang va tartiblangan natijalarni r1 massiviga qo'ying;

(2) lb2 va lb3 ni tartiblash uchun mos ravishda birinchi va ikkinchi qatorlar sifatida ko'rib chiqing va lb3 yorlig'ining saralash natijasini r1 massiviga qo'shing;

(3) lb3, lb4, lb4, lb5,..., jsj3-t6-s1.gif satrlari uchun teglarni (2) bosqichga o'xshash tarzda joylashtiring.

AGV ning ish stantsiyasiga kirish va chiqish usuliga ko'ra r1 dagi lj1 va lj2 dan o'tmagan teglarni o'chiring. Bu vaqtda r1 dagi elementlar soni b1 bilan ifodalanadi.

2.4 Harakatlar bo'yicha ko'rsatmalar

Harakat buyrug'i formati 6-rasmda ko'rsatilgan. Dastlabki 5 ta raqam elektron teg kodi va 'ins' bit - birinchi 5 ta raqamga mos keladigan tegda AGV tomonidan bajariladigan harakat buyrug'i. Kod 2-jadvalda ko'rsatilganidek, o'z vazifasiga ko'ra kodlangan. AGV boshlang'ich stansiya gs dan maqsadli stansiya gegacha harakat qilganda, u stantsiyadan chiqish, yo'lda harakatlanish va stansiyaga kirish tartibida harakat qiladi. RFID o'quvchi tuproq yorlig'i ma'lumotlarini o'qishni davom ettiradi va uni avtomobilni boshqarish tizimiga uzatadi. Rejalashtirish vazifasini bajarish uchun shartlarga muvofiq ko'rsatmalarni ketma-ket bajaring. Shart shundaki, hozirda o'qilayotgan teg ma'lumotlari bajariladigan buyruqning teg kodlash bitiga mos keladi.

2.4.1 Stansiyadan chiqish buyrug'i

R1 ish stantsiyasining harakat ko'rsatmalari to'plamini ifodalaydi. Agar AGV stantsiyadan chap tomondan chiqsa, '00', '01' va '05' 'pro' bilan kodlashdan keyin mos ravishda; bitlari '09', '08' va '03' S1 qatorida S, aks holda '00', '02' va '05' mos ravishda 'pro' bitlar '09', '08' va '07' S1 ning S qatorida va ularni 1, 2 sifatida ishlatingketma-ketlikda R1-da ikkinchi va uchinchi o'rinlar. harakat ko'rsatmalari.

2.4.2 Yo'l harakati ko'rsatmalari

'pro'ga muvofiq harakat ko'rsatmalarini aniqlang. mos ravishda r1 da b1 teglari uchun bit. R2 yo'l harakati ko'rsatmalari to'plamini ifodalaydi va 7-rasmda uning hukm qilish jarayoni ko'rsatilgan.

2.4.3 Ish joyiga kirish harakati buyrug'i

R3 ish stantsiyasining harakat ko'rsatmalari to'plamini ifodalaydi. AGV ish stantsiyasiga chap tomondan kiradi va '06', '07' va '04' mos ravishda '05', '07', '06' va '09'ning yorliq kodlaridan keyin; 'pro'da; S1 qatorining e pozitsiyasi. , '08'; aks holda, '06', '07', '03', '08' mos ravishda '05', '03', '04' va '09'ning yorliq kodlashidan keyin; qatorda. R3 da 1, 2, 3 va 4-ko'rsatmalar sifatida ketma-ket.

3. Sinov natijalari va tahlili

Sinov uchun 12, 13, 17 va 18-stansiyalarni tanlang. Yorliq kodlash 8-rasmda ko'rsatilgan. Birinchi ikkita raqam x koordinatasi, 3-4-raqam y koordinatasi, 5-6-raqam atributlarni, 7-8-raqamlar ular joylashgan satr raqamlari. , va oxirgi ikki raqam u bilan bog'liq. Stansiya raqami.

Avtomobil harakatlarini boshqarish dasturi VC++ 6.0 da yozilgan bo‘lib, sinov obyekti sifatida ARM arxitekturasiga asoslangan va RC522 radiochastota identifikatsiya moduli bilan birlashtirilgan model avtomobil tanlandi. 9-rasmda hidoyat chiziqlarini yotqizish va yorliqlarni qo'yishdan keyin avtomobilning haqiqiy ishlash diagrammasi ko'rsatilgan. Sinov shuni ko'rsatadiki, avtomobil kutilgandek dispetcherlik vazifasini bajara oladi. 10-rasmda tegga harakat ko'rsatmalarini yozishning ko'rsatma usuli ko'rsatilgan. AGV tegdagi ko'rsatmalarni bajarish orqali tezlashtirish va sekinlashtirish kabi harakatlarni yakunlaydi. Tuproq teglarining ichki buyruq ma'lumotlari joylashtirilgandan so'ng aniqlanganligi sababli, avtomobil har bir tegdan o'tishda faqat ma'lum bir belgilangan harakatni bajarishi mumkin. Yo'l-yo'riq usuli nisbatan sodda va zaif moslashuvchanlikka ega.

Turli xil rejalashtirish vazifalarini ifodalovchi birlashtirish uchun turli boshlang'ich stantsiyalarni va maqsadli stantsiyalarni tanlang. C++ 6.0 da har bir operatsiya natijalari 11-rasmda ko'rsatilgan. Har bir harakat yo'riqnomasining dastlabki 10 ta raqami elektron teg kodlari, oxirgi ikkitasi esa AGV tomonidan tegda bajarilgan harakatni bildiradi.

1 va 2-topshiriqlarning harakatlanish marshrutlari mos ravishda 20→22→24, 20→22→21→18. AGV 4610012200 yorlig'idan o'tdi. 1-topshiriqda ushbu belgiga mos keladigan ko'rsatma yo'q. AGV bu erda hech qanday ko'rsatmalarni bajarmaydi. 22-qator to'g'ridan-to'g'ri davom etadi va 24-qatorga kiradi; 2-topshiriqdagi ushbu belgiga mos keladigan buyruq 461001220002 va oxirgi ikki raqam '02' AGV 22-qatordan 21-qatorga kirib, bu yerda zaxira va burilishini koʻrsating. Taqqoslash shuni koʻrsatadiki: AGV faqat harakat yoʻriqnomasining bajarish shartlariga javob beradigan tegdagi koʻrsatmani bajaradi.

3 va 4-topshiriqlarning harakatlanish marshrutlari mos ravishda 24→21→16→14, 24→21→18. AGVlarning barchasi 4722012100 yorlig'idan o'tdi. 3-topshiriqda AGV ning ushbu yorliqdagi tegishli buyrug'i 472201210002 va oxirgi ikki raqam '02' vakili AGV orqaga buriladi va shu yerda buriladi va 21-qatordan 16-qatorga kiradi; 4-topshiriqdagi ushbu belgiga mos keladigan buyruq 472201210001 va oxirgi ikki raqam '01' AGV bu yerda orqaga qaytib, chapga burilib, 21-qatordan 18-qatorga kirishini bildiradi. Taqqoslash shuni ko'rsatadiki: AGV turli vazifalarni bajarayotganda bir xil yorliqda turli ko'rsatmalarni bajarishi mumkin, bu esa haydashning moslashuvchanligini oshiradi.

4 Xulosa

Ushbu maqola joylashuvni identifikatsiyalash uchun elektron teglardan foydalanadi va harakat ko'rsatmalari muayyan vazifalarga muvofiq algoritmlar tomonidan ishlab chiqariladi va transport vositasini boshqarish tizimida saqlanadi, shuning uchun avtomobil turli xil vazifalar davomida bir xil elektron tegdan o'tganda turli harakatlar ko'rsatmalarini bajarishi mumkin. an'anaviy Navigatsiya usulida haydash marshruti belgilangan va yorliqda bajarilgan ko'rsatmalar bitta. Ushbu usul murakkab yo'llar ostida transport vositasini boshqarish muammosini hal qiladi, haydashning moslashuvchanligini va yorliqlardan foydalanishni yaxshilaydi va ma'lum bir dastur qiymatiga ega.