五邑大学
《机器人》课程设计报告
题 目： 基于嵌入式系统的AGV小车设计
院 系 信息工程学院 专 业 自动化
学 号 3115004180 学生姓名 彭学良 指导教师 黄 辉 考核成绩
目录
摘要 ......................................................................................................................................................................... 2 1. 引言.................................................................................................................................................................... 3 2. 作品介绍 ............................................................................................................................................................ 3 3. 控制设计思路 .................................................................................................................................................... 3
3.1. 系统结构 ............................................................................................................................................... 4 3.2. AGV小车的造型设计 ............................................................................................................................ 4 4. 小车的结构设计 ................................................................................................................................................ 5
4.1. 惯性导引技术选取 ............................................................................................................................... 5 4.2. 超声波避障模块 ................................................................................................................................... 6 4.3. 直流电机模块 ....................................................................................................................................... 7 4.4. 电机驱动器模块 ................................................................................................................................... 8 4.5. 测速传感器模块 ................................................................................................................................... 8 4.6. 姿态采集模块 ....................................................................................................................................... 8 4.7. 自由度机械手 ....................................................................................................................................... 8 4.8. 无线充电电源模块 ............................................................................................................................... 9 5. 作品展望 ............................................................................................................................................................ 9
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摘要
随着科学技术的迅速发展，自动导引车系统得到人们的广泛关注，同时被越
来越多地应用到现代化工业生产中。图形处理和模式识别系统识别准确性高，引导效率高，在日常生活中得到广泛的应用，近年来逐渐被应用到自动导引车系统中，使自动导引车系统在智能控制、实时监控等性能方面有了极大的提升。
本文简单地阐述了以Cortex-M7为控制核心的自动引导（AGV）系统所涉及的基本原理。恩智浦公司的MK60DN512ZVLQ10作为中心控制器，激光和光电探头传感器作为小车充电指示传感器，TP-LINK无线网卡作为网络通信模块，以电磁导引技术为AGV小车导向信息来源，采用“磁耦合共振”新技术为小车提供电能，3自由度机械手承载着小车补充电能的任务，MPU6050陀螺仪计算并确定小车和机械手的姿态位置。实现了小车自动循迹，自动避障，以及远端监控。整个系统主要由MK60控制单元、电磁导引单元、超声波避障单元、电机驱动单元、网络通信单元、及远程监控单元组成。
本文首先设计了自动导引车总体结构，介绍了小车各个组成部分及功能，给出了控制器、电源模块、稳压模块、超声波避障模块、电机驱动模块、USB接口等硬件电路完整的设计方案。
其次，对于在没有摄像头情况下，如何实现小车自动充电，研究了激光和光电技术处理方法，提出了通过对应的检测信号进行比较，从而计算出偏移量而调整自由度机械手的移动方向。
然后，研究了自动导引车系统控制策略，通过多任务方式处理电磁采集与处理、自动控制，网络通信，实现实时控制，更快的做出判断。前端电汇传感器采集电磁信号数据，通过中心处理器处理电磁信号数据计算出与设定轨迹的偏差，采用电机返回的脉冲设置PWM，实现直流电机的调速，从而能够沿着设定的轨迹行驶。当超声波传感器检测到前方有障碍物时系统发出命令更改行驶路线。此外，远端监控软件可以监视控制小车的运行。
关键字:AGV, MK60DN512ZVLQ10 , PWM，电磁信号处理
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