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AGV无线充电方法、装置、电子设备及系统与流程

2022-07-30 18:04:07 来源:中国专利 TAG:

agv无线充电方法、装置、电子设备及系统
技术领域
1.本技术涉及自动充电技术领域,具体而言,涉及一种agv无线充电方法、装置、电子设备及系统。


背景技术:

2.目前,一些工厂中会使用agv进行产品或工件的运输,并在agv的工作区域中设有一些固定的充电点,当agv的剩余电量过低时,主动移动到充电点处进行充电,充电完成后再继续未完成的任务。在充电的过程中无法工作(指无法继续执行任务)。
3.为此,有一些工厂会设置移动充电装置,由移动充电装置主动移动到缺电的agv处并跟随该agv移动,在移动过程中对该agv进行充电,从而实现agv在充电过程中可以继续作业。
4.但是,这种移动充电装置的移动受到工厂环境影响较大,例如工厂中有大量agv和/或其他设备时,移动充电装置移动至缺电agv过程所要经过的路径的规划过程需要考虑各agv的移动路径和/或其他设备的位置,规划效率较低,而且规划出的路径较长(该路径一般不是直线,路径较长),移动充电装置从接收到充电请求的时刻起,到移动至缺电agv处的时刻,所经过的时间较长,影响工厂的生产效率。


技术实现要素:

5.本技术的目的在于提供一种agv无线充电方法、装置、电子设备及系统,可有效提高充电设备到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
6.第一方面,本技术提供了一种agv无线充电方法,应用于无线充电器的控制系统,所述无线充电器包括无线充电器本体和用于驱动所述无线充电器本体移动的双轴驱动装置;所述无线充电器本体和所述双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方;所述agv无线充电方法包括步骤:a1.获取agv发送的充电请求信息;所述充电请求信息包括所述agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;a2.获取所述无线充电器本体当前位置的第二位置信息;a3.根据所述第二位置信息获取参考移动时间;a4.根据所述第一位置信息和所述移动路径信息计算所述agv在经过所述参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息;a5.控制所述无线充电器本体移动至所述理论位置;a6.在所述agv与所述无线充电器本体相遇后,控制所述无线充电器本体跟随所述agv移动的同时对所述agv进行无线充电。
7.由于所述无线充电器本体和所述双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方,无线充电器本体的移动不受agv工作场地地面上的设备和agv的位置的影响,路径规划简单快捷,无线充电器本体可快速到达缺电agv处;而且无线充电器本体向缺电agv靠近的
过程中,缺电agv可以继续作业,对工厂的生产效率的影响较小;无线充电器本体通过无线充电方式进行充电,无需进行充电接口的对接,节省对接时间,可进一步减小对工厂的生产效率的影响;由于无线充电器本体与agv之间不存在物理连接,在跟随过程中不会对agv的移动路径造成影响。与现有的跟随充电技术相比,可有效提高充电设备到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
8.优选地,步骤a3包括:a301.获取所述无线充电器本体与所述agv工作场地的边沿点的最远距离;a302.计算所述无线充电器本体移动所述最远距离所需的最小时间,并以所述最小时间为所述参考移动时间。
9.由于在该参考移动时间内,无线充电器本体可移动至agv工作场地任意一点的下方,后续的理论位置与无线充电器本体当前位置之间的距离不会大于该最远距离,因此,可保证后续过程中,无线充电器本体移动至理论位置所需的时间不会大于该参考移动时间,即无线充电器本体不会慢于agv到达该理论位置,从而避免agv先于无线充电器本体到达理论位置而需要等待。
10.在一些实施方式中,所述agv工作场地为矩形场地;步骤a301包括:根据所述第二位置信息,计算所述agv工作场地的四个角点与所述无线充电器本体的第一距离;提取最大的所述第一距离作为所述最远距离。
11.由于只需要计算四个角点与无线充电器本体的第一距离,计算量少,处理效率高,可进一步提高无线充电器本体到达缺电agv处的效率。
12.优选地,步骤a302包括:获取所述无线充电器本体在第一方向上的第一最大加速度;所述第一方向是从所述无线充电器本体当前的位置指向最远边沿点的方向;所述最远边沿点是指与所述无线充电器本体的距离为所述最远距离的所述边沿点;根据所述第一最大加速度和所述最远距离,计算所述无线充电器本体从当前位置直线移动至所述最远边沿点所需的最小时间,并以所述最小时间为所述参考移动时间。
13.优选地,所述移动路径信息包括多个路径点的位置信息、速度信息和加速度信息;步骤a4包括:根据所述第一位置信息,获取距离所述agv当前位置最近的所述路径点,作为第一参考路径点;根据各所述路径点的位置信息、速度信息和加速度信息,从所述第一参考路径点下游的各所述路径点中搜索第二参考路径点;所述第二参考路径点与所述第一参考路径点之间的时间间隔最接近所述参考移动时间;提取所述第二参考路径点的位置信息作为所述理论位置信息。
14.优选地,步骤a5包括:控制所述无线充电器本体沿直线移动至所述理论位置。
15.优选地,步骤a6包括:根据所述agv是否进入所述无线充电器本体的第一邻域,判断所述agv与所述无线
充电器本体是否相遇;所述第一邻域为以所述无线充电器本体为中心的预设区域;在所述agv与所述无线充电器本体相遇后,控制所述无线充电器本体移动至所述agv的正下方;在所述无线充电器本体移动至所述agv的正下方后,根据所述移动路径信息控制所述无线充电器本体跟随所述agv移动的同时对所述agv进行无线充电。
16.第二方面,本技术提供了一种agv无线充电装置,应用于无线充电器的控制系统,所述无线充电器包括无线充电器本体和用于驱动所述无线充电器本体移动的双轴驱动装置;所述无线充电器本体和所述双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方;所述agv无线充电装置包括:第一获取模块,用于获取agv发送的充电请求信息;所述充电请求信息包括所述agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;第二获取模块,用于获取所述无线充电器本体当前位置的第二位置信息;第三获取模块,用于根据所述第二位置信息获取参考移动时间;第一计算模块,用于根据所述第一位置信息和所述移动路径信息计算所述agv在经过所述参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息;第一执行模块,用于控制所述无线充电器本体移动至所述理论位置;第二执行模块,用于在所述agv与所述无线充电器本体相遇后,控制所述无线充电器本体跟随所述agv移动的同时对所述agv进行无线充电。
17.由于所述无线充电器本体和所述双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方,无线充电器本体的移动不受agv工作场地地面上的设备和agv的位置的影响,路径规划简单快捷,无线充电器本体可快速到达缺电agv处;而且无线充电器本体向缺电agv靠近的过程中,缺电agv可以继续作业,对工厂的生产效率的影响较小;无线充电器本体通过无线充电方式进行充电,无需进行充电接口的对接,节省对接时间,可进一步减小对工厂的生产效率的影响;由于无线充电器本体与agv之间不存在物理连接,在跟随过程中不会对agv的移动路径造成影响。与现有的跟随充电技术相比,可有效提高充电设备到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
18.第三方面,本技术提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,运行如前文所述agv无线充电方法中的步骤。
19.第四方面,本技术提供了一种agv无线充电系统,用于对agv进行充电,包括无线充电器和控制系统,所述无线充电器包括无线充电器本体和用于驱动所述无线充电器本体移动的双轴驱动装置,所述无线充电器本体和所述双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方;所述控制系统用于获取所述agv发送的充电请求信息,所述充电请求信息包括所述agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息,获取所述无线充电器本体当前位置的第二位置信息,根据所述第二位置信息获取参考移动时间,根据所述第一位置信息和所述移动路径信息计算所述agv在经过所述参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息,控制所述无线充电器本体移动至所述理论位置,在所述agv与所述无线充电器本体相遇后,控制所述无线充电器本体跟随所述agv移动的同时对所述agv进行无线充电。
20.有益效果:本技术提供的agv无线充电方法、装置、电子设备及系统,把无线充电器本体和双轴驱动装置设置在agv工作场地地面的下方,通过获取agv发送的充电请求信息;所述充电请求信息包括所述agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;获取所述无线充电器本体当前位置的第二位置信息;根据所述第二位置信息获取参考移动时间;根据所述第一位置信息和所述移动路径信息计算所述agv在经过所述参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息;控制所述无线充电器本体移动至所述理论位置;在所述agv与所述无线充电器本体相遇后,控制所述无线充电器本体跟随所述agv移动的同时对所述agv进行无线充电;从而,可有效提高充电设备(即无线充电器本体)到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
21.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本技术了解。
附图说明
22.图1为本技术实施例提供的agv无线充电方法的流程图。
23.图2为本技术实施例提供的agv无线充电装置的结构示意图。
24.图3为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
25.图4为本技术实施例提供的agv无线充电系统的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
27.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.请参照图1,图1是本技术一些实施例中的一种agv无线充电方法,应用于无线充电器的控制系统,无线充电器包括无线充电器本体和用于驱动无线充电器本体移动的双轴驱动装置;无线充电器本体和双轴驱动装置均设置在agv工作场地(即agv的工作区域)地面的下方;该agv无线充电方法包括步骤:a1.获取agv发送的充电请求信息;充电请求信息包括agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;a2.获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息;a3.根据第二位置信息获取参考移动时间;a4.根据第一位置信息和移动路径信息计算agv在经过参考移动时间后到达的理
论位置的理论位置信息;a5.控制无线充电器本体移动至理论位置;a6.在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电。
29.由于无线充电器本体和双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方,无线充电器本体的移动不受agv工作场地地面上的设备和agv的位置的影响,路径规划简单快捷,无线充电器本体可快速到达缺电agv处;而且无线充电器本体向缺电agv靠近的过程中,缺电agv可以继续作业,对工厂的生产效率的影响较小;无线充电器本体通过无线充电方式进行充电,无需进行充电接口的对接,节省对接时间,可进一步减小对工厂的生产效率的影响;由于无线充电器本体与agv之间不存在物理连接,在跟随过程中不会对agv的移动路径造成影响。与现有的跟随充电技术相比,可有效提高充电设备到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
30.其中,无线充电器本体为具有完整的无线充电功能的无线充电设备。双轴驱动装置具有两个相互垂直的直线驱动机构,第一个直线驱动机构用于驱动第二个直线驱动机构沿x轴方向移动,第二个直线驱动机构用于驱动无线充电器本体沿y轴方向移动;x轴方向和y轴方向是与agv工作场地的地面平行的平面上的两个相互垂直的方向。直线驱动机构可以但不限于是直线电机、丝杆驱动机构、齿轮齿条驱动机构等。其中,可以在agv工作场地的地面下方设置空腔以安装该无线充电器本体和双轴驱动装置,也可以直接在agv工作场地所在的楼层楼板的底部安装该无线充电器本体和双轴驱动装置。
31.例如,在一些实施方式中,该agv无线充电方法应用于图4所示的agv无线充电系统的控制系统中,该agv无线充电系统的具体结构在后文中进行详述。
32.在实际应用中,当agv的剩余电量低于预设的第一电量阈值(可根据实际需要设置,例如为满电量的30%,但不限于此)时,会向该控制系统发送充电请求信息,并把该agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息(即该agv的预先规划的移动路径的移动路径信息)包含在该充电请求信息中。该控制系统在接收到该充电请求信息后,会把该agv判定为缺电agv,从而控制无线充电器对该缺电agv进行充电。
33.其中,可通过设置在无线充电器本体上的定位模块(如定位模块、惯性测量模块等,但不限于此)获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息,也可通过双轴驱动装置中的驱动电机上的旋转编码器获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息。
34.其中,参考移动时间可以是固定的预设时间,也可以通过预设的计算公式或计算模型(该计算公式或计算模型以第二位置信息为输入,并以参考移动时间为输出)计算得到,但不限于此。
35.例如,在一些优选实施方式中,步骤a3包括:a301.获取无线充电器本体与agv工作场地的边沿点的最远距离;a302.计算无线充电器本体移动最远距离所需的最小时间,并以该最小时间为参考移动时间。
36.由于在该参考移动时间内,无线充电器本体可移动至agv工作场地任意一点的下方,后续的理论位置与无线充电器本体当前位置之间的距离不会大于该最远距离,因此,可保证后续过程中,无线充电器本体移动至理论位置所需的时间不会大于该参考移动时间,
即无线充电器本体不会慢于agv到达该理论位置,从而避免agv先于无线充电器本体到达理论位置而需要等待。
37.其中,agv工作场地的边沿点是agv工作场地的边沿线上的位置点。
38.在一些具体实施例中,步骤a301包括:分别计算等间隔分布在agv工作场地的边沿线上的多个边沿点与无线充电器本体当前位置之间的距离,并从中提取出最远距离。
39.在另一些具体实施例中,步骤a301包括:分别计算agv工作场地的边沿线上的各角点与无线充电器本体当前位置之间的距离,并从中提取出最远距离。这种方式比较适合于多边形的agv工作场地,可减小计算量,提高处理效率。
40.例如,在一个具体实施例中,agv工作场地为矩形场地;步骤a301包括:根据第二位置信息,计算agv工作场地的四个角点与无线充电器本体的第一距离;提取最大的第一距离作为最远距离。
41.由于只需要计算四个角点与无线充电器本体的第一距离,计算量少,处理效率高,可进一步提高无线充电器本体到达缺电agv处的效率。
42.优选地,步骤a302包括:获取无线充电器本体在第一方向上的第一最大加速度;第一方向是从无线充电器本体当前的位置指向最远边沿点的方向;最远边沿点是指与无线充电器本体的距离为最远距离的边沿点;根据第一最大加速度和最远距离,计算无线充电器本体从当前位置直线移动至最远边沿点所需的最小时间,并以最小时间为参考移动时间。
43.其中,获取无线充电器本体在第一方向上的第一最大加速度的步骤包括:根据以下公式计算该第一最大加速度:;其中,为该第一最大加速度,为无线充电器本体在x轴方向上的最大加速(该最大加速已知,其大小由x轴方向的直线驱动机构的性能决定),为无线充电器本体在y轴方向上的最大加速(该最大加速已知,其大小由y轴方向的直线驱动机构的性能决定),、分别为无线充电器本体当前位置的x坐标值和y坐标值(即第二位置信息中的x坐标值和y坐标值),、分别为最远边沿点的x坐标值和y坐标值。
44.优选地,根据第一最大加速度和最远距离,计算无线充电器本体从当前位置直线移动至最远边沿点所需的最小时间,并以最小时间为参考移动时间的步骤包括:根据以下公式计算该参考移动时间:;
其中,为该参考移动时间,为该最远距离。实际上,通过该公式计算得到的参考移动时间,是无线充电器本体从当前位置从静止状态以第一最大加速度做匀加速直线运动至一半的最远距离,再以第一最大加速度做匀减速直线运动至静止状态时所需的总时间,当无线充电器本体以该方式移动时,可保证无线充电器本体从当前位置开始移动并停在最远边沿点处所用的时间最短;通过该公式计算得到的参考移动时间即为保证无线充电器本体能够到达agv工作场地任意一点的最小时间。
45.优选地,移动路径信息包括多个路径点的位置信息、速度信息和加速度信息;步骤a4包括:a401.根据第一位置信息,获取距离agv当前位置最近的路径点,作为第一参考路径点;a402.根据各路径点的位置信息、速度信息和加速度信息,从第一参考路径点下游的各路径点(即序号在第一参考路径点的序号之后的路径点)中搜索第二参考路径点;第二参考路径点与第一参考路径点之间的时间间隔最接近参考移动时间;a403.提取第二参考路径点的位置信息作为理论位置信息。
46.其中,可计算第一位置信息对应的位置点(即agv当前位置的位置点)到各路径点的距离,并提取这些距离中的最小值对应的路径点,作为第一参考路径点。
47.也可在agv的移动路径中等间隔地选取多个路径点为节点(需要说明的是,此处的间隔为路径点序号上的间隔,例如间隔为10,则以第1个路径点为第1个节点,以第11个路径点为第2个节点,以第21个路径点为第3个节点,以此类推),计算第一位置信息对应的位置点到各路径点的距离以确定离agv当前位置最近的两个节点,计算该两个节点之间的各路径点(包括该两个节点)与第一位置信息对应的位置点的距离,并提取这些距离中的最小值对应的路径点,作为第一参考路径点。该方式无需计算所有路径点与agv当前位置之间的距离,可减少计算量,提高处理效率。
48.在一些实施方式中,步骤a402包括:依次根据以下公式计算第一参考路径点下游的各路径点的到达时间(即从第一参考路径点到对应路径点所需的时间),直到该到达时间不小于参考移动时间,停止计算下一个到达时间:其中,为第一参考路径点下游第个路径点的到达时间,为第一参考路径点下游第个路径段(即第一参考路径点下游第个路径点与其上一个路径点之间的路径段)的通行时间,为第一参考路径点下游第个路径段的长度(等于第一参考
路径点下游第个路径点与其上一个路径点之间的距离),为第一参考路径点下游第个路径点的速度信息(若为零,表示第一参考路径点的速度信息),第一参考路径点下游第个路径点的加速度信息(若为零,表示第一参考路径点的加速度信息);以最后计算其到达时间的两个路径点中的到达时间最接近参考移动时间的路径点为第二参考路径点。
49.在一些优选实施方式中,步骤a5包括:控制无线充电器本体沿直线移动至理论位置。
50.由于无线充电器本体的移动轨迹不受agv或其它障碍物的限制,可以以任意路径移动至理论位置,其中,沿直线移动的距离最短,耗时最少。
51.其中,控制系统是通过双轴驱动装置驱动无线充电器本体移动的,具体是通过控制双轴驱动装置的两个直线驱动机构工作,以带动无线充电器本体按规划的轨迹移动。
52.优选地,控制无线充电器本体沿直线移动至理论位置的步骤包括:获取无线充电器本体在第二方向上的第二最大加速度;第二方向是从无线充电器本体当前的位置指向理论位置的方向(具体计算过程参考前文的第一最大加速度的计算过程,计算过程中用理论位置替代最远边沿点);控制无线充电器本体沿第二方向,以第二最大加速度做匀加速直线运动(初速度为0),直到移动至无线充电器本体当前的位置与理论位置之间的中点处,再以该第二最大加速度做匀减速直线运动直到速度为零。
53.通过该方式,可使无线充电器本体以最短时间到达理论位置,从而可靠地保证无线充电器本体不晚于agv到达理论位置处。
54.在实际应用中,由于路面湿滑、轮胎打滑或其它原因,agv按规划路径运动时,其实际运动轨迹与规划路径之间会存在误差,因此,在经过参考移动时间后,agv的实际位置与理论位置之间存在一定偏差,若要agv准确到达理论位置才触发后续的跟随和充电的过程,则往往难以满足条件而无法触发跟随和充电的过程,因此,可以无线充电器本体为中心设置一第一邻域,若agv进入该第一邻域的范围,就判定agv与无线充电器本体相遇,从而可靠触发跟随和充电的过程。因此,在一些实施方式中,步骤a6包括:根据agv是否进入无线充电器本体的第一邻域,判断agv与无线充电器本体是否相遇;第一邻域为以无线充电器本体为中心的预设区域;在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体移动至agv的正下方;在无线充电器本体移动至agv的正下方后,根据移动路径信息控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电。
55.其中,第一邻域的形状和尺寸可根据实际需要设置,例如为预设半径的圆形,但不限于此。
56.在一些实施例中,在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体移动至agv的正下方的步骤包括:发送暂停指令至agv,使该agv暂停移动,并根据agv的实际位置控制无线充电器本体移动至agv的正下方。进而,在无线充电器本体移动至agv的正下方后,根
据移动路径信息控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电的步骤包括:在无线充电器本体移动至agv的正下方后,发送启动指令至agv,使该agv继续移动,并根据移动路径信息控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电。
57.该过程中,由于不调整agv的位置而只调节无线充电器本体的位置,从而不会影响agv的运动轨迹,降低对agv作业过程的影响。
58.但在实际应用中,也可采用仅调节agv的位置或同时调节agv和无线充电器本体的位置来实现两者之间的上下对齐。
59.需要说明的是,agv实际位置的位置信息可通过agv上的定位模块(如定位模块、惯性测量模块等,但不限于此)获取,或者使用现有的slam过程中的定位算法来获取。
60.由上可知,该agv无线充电方法,把无线充电器本体和双轴驱动装置设置在agv工作场地地面的下方,通过获取agv发送的充电请求信息;充电请求信息包括agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息;根据第二位置信息获取参考移动时间;根据第一位置信息和移动路径信息计算agv在经过参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息;控制无线充电器本体移动至理论位置;在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电;从而,可有效提高充电设备(即无线充电器本体)到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
61.请参考图2,本技术提供了一种agv无线充电装置,应用于无线充电器的控制系统,无线充电器包括无线充电器本体和用于驱动无线充电器本体移动的双轴驱动装置;无线充电器本体和双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方;agv无线充电装置包括:第一获取模块1,用于获取agv发送的充电请求信息;充电请求信息包括agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;第二获取模块2,用于获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息;第三获取模块3,用于根据第二位置信息获取参考移动时间;第一计算模块4,用于根据第一位置信息和移动路径信息计算agv在经过参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息;第一执行模块5,用于控制无线充电器本体移动至理论位置;第二执行模块6,用于在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电。
62.由于无线充电器本体和双轴驱动装置均设置在agv工作场地地面的下方,无线充电器本体的移动不受agv工作场地地面上的设备和agv的位置的影响,路径规划简单快捷,无线充电器本体可快速到达缺电agv处;而且无线充电器本体向缺电agv靠近的过程中,缺电agv可以继续作业,对工厂的生产效率的影响较小;无线充电器本体通过无线充电方式进行充电,无需进行充电接口的对接,节省对接时间,可进一步减小对工厂的生产效率的影响;由于无线充电器本体与agv之间不存在物理连接,在跟随过程中不会对agv的移动路径造成影响。与现有的跟随充电技术相比,可有效提高充电设备到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
63.其中,无线充电器本体为具有完整的无线充电功能的无线充电设备。双轴驱动装
置具有两个相互垂直的直线驱动机构,第一个直线驱动机构用于驱动第二个直线驱动机构沿x轴方向移动,第二个直线驱动机构用于驱动无线充电器本体沿y轴方向移动;x轴方向和y轴方向是与agv工作场地的地面平行的平面上的两个相互垂直的方向。直线驱动机构可以但不限于是直线电机、丝杆驱动机构、齿轮齿条驱动机构等。其中,可以在agv工作场地的地面下方设置空腔以安装该无线充电器本体和双轴驱动装置,也可以直接在agv工作场地所在的楼层楼板的底部安装该无线充电器本体和双轴驱动装置。
64.例如,在一些实施方式中,该agv无线充电装置应用于图4所示的agv无线充电系统的控制系统中,该agv无线充电系统的具体结构在后文中进行详述。
65.在实际应用中,当agv的剩余电量低于预设的第一电量阈值(可根据实际需要设置,例如为满电量的30%,但不限于此)时,会向该控制系统发送充电请求信息,并把该agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息(即该agv的预先规划的移动路径的移动路径信息)包含在该充电请求信息中。该控制系统在接收到该充电请求信息后,会把该agv判定为缺电agv,从而控制无线充电器对该缺电agv进行充电。
66.其中,可通过设置在无线充电器本体上的定位模块(如定位模块、惯性测量模块等,但不限于此)获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息,也可通过双轴驱动装置中的驱动电机上的旋转编码器获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息。
67.其中,参考移动时间可以是固定的预设时间,也可以通过预设的计算公式或计算模型(该计算公式或计算模型以第二位置信息为输入,并以参考移动时间为输出)计算得到,但不限于此。
68.例如,在一些优选实施方式中,第三获取模块3用于在根据第二位置信息获取参考移动时间的时候,执行:获取无线充电器本体与agv工作场地的边沿点的最远距离;计算无线充电器本体移动最远距离所需的最小时间,并以该最小时间为参考移动时间。
69.由于在该参考移动时间内,无线充电器本体可移动至agv工作场地任意一点的下方,后续的理论位置与无线充电器本体当前位置之间的距离不会大于该最远距离,因此,可保证后续过程中,无线充电器本体移动至理论位置所需的时间不会大于该参考移动时间,即无线充电器本体不会慢于agv到达该理论位置,从而避免agv先于无线充电器本体到达理论位置而需要等待。
70.其中,agv工作场地的边沿点是agv工作场地的边沿线上的位置点。
71.在一些具体实施例中,第三获取模块3在获取无线充电器本体与agv工作场地的边沿点的最远距离的时候,执行:分别计算等间隔分布在agv工作场地的边沿线上的多个边沿点与无线充电器本体当前位置之间的距离,并从中提取出最远距离。
72.在另一些具体实施例中,第三获取模块3在获取无线充电器本体与agv工作场地的边沿点的最远距离的时候,执行:分别计算agv工作场地的边沿线上的各角点与无线充电器本体当前位置之间的距离,并从中提取出最远距离。这种方式比较适合于多边形的agv工作场地,可减小计算量,提高处理效率。
73.例如,在一个具体实施例中,agv工作场地为矩形场地;第三获取模块3在获取无线充电器本体与agv工作场地的边沿点的最远距离的时
候,执行:根据第二位置信息,计算agv工作场地的四个角点与无线充电器本体的第一距离;提取最大的第一距离作为最远距离。
74.由于只需要计算四个角点与无线充电器本体的第一距离,计算量少,处理效率高,可进一步提高无线充电器本体到达缺电agv处的效率。
75.优选地,第三获取模块3在计算无线充电器本体移动最远距离所需的最小时间,并以该最小时间为参考移动时间的时候,执行:获取无线充电器本体在第一方向上的第一最大加速度;第一方向是从无线充电器本体当前的位置指向最远边沿点的方向;最远边沿点是指与无线充电器本体的距离为最远距离的边沿点;根据第一最大加速度和最远距离,计算无线充电器本体从当前位置直线移动至最远边沿点所需的最小时间,并以最小时间为参考移动时间。
76.其中,第三获取模块3在获取无线充电器本体在第一方向上的第一最大加速度的时候,执行:根据以下公式计算该第一最大加速度:;其中,为该第一最大加速度,为无线充电器本体在x轴方向上的最大加速(该最大加速已知,其大小由x轴方向的直线驱动机构的性能决定),为无线充电器本体在y轴方向上的最大加速(该最大加速已知,其大小由y轴方向的直线驱动机构的性能决定),、分别为无线充电器本体当前位置的x坐标值和y坐标值(即第二位置信息中的x坐标值和y坐标值),、分别为最远边沿点的x坐标值和y坐标值。
77.优选地,第三获取模块3在根据第一最大加速度和最远距离,计算无线充电器本体从当前位置直线移动至最远边沿点所需的最小时间,并以最小时间为参考移动时间的时候,执行:根据以下公式计算该参考移动时间:;其中,为该参考移动时间,为该最远距离。实际上,通过该公式计算得到的参考移动时间,是无线充电器本体从当前位置从静止状态以第一最大加速度做匀加速直线运动至一半的最远距离,再以第一最大加速度做匀减速直线运动至静止状态时所需的总时间,当无线充电器本体以该方式移动时,可保证无线充电器本体从当前位置开始移动并停在最远边沿点处所用的时间最短;通过该公式计算得到的参考移动时间即为保证无线充电
器本体能够到达agv工作场地任意一点的最小时间。
78.优选地,移动路径信息包括多个路径点的位置信息、速度信息和加速度信息;第一计算模块4用于在根据第一位置信息和移动路径信息计算agv在经过参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息的时候,执行:根据第一位置信息,获取距离agv当前位置最近的路径点,作为第一参考路径点;根据各路径点的位置信息、速度信息和加速度信息,从第一参考路径点下游的各路径点(即序号在第一参考路径点的序号之后的路径点)中搜索第二参考路径点;第二参考路径点与第一参考路径点之间的时间间隔最接近参考移动时间;提取第二参考路径点的位置信息作为理论位置信息。
79.其中,可计算第一位置信息对应的位置点(即agv当前位置的位置点)到各路径点的距离,并提取这些距离中的最小值对应的路径点,作为第一参考路径点。
80.也可在agv的移动路径中等间隔地选取多个路径点为节点(需要说明的是,此处的间隔为路径点序号上的间隔,例如间隔为10,则以第1个路径点为第1个节点,以第11个路径点为第2个节点,以第21个路径点为第3个节点,以此类推),计算第一位置信息对应的位置点到各路径点的距离以确定离agv当前位置最近的两个节点,计算该两个节点之间的各路径点(包括该两个节点)与第一位置信息对应的位置点的距离,并提取这些距离中的最小值对应的路径点,作为第一参考路径点。该方式无需计算所有路径点与agv当前位置之间的距离,可减少计算量,提高处理效率。
81.在一些实施方式中,第一计算模块4在根据各路径点的位置信息、速度信息和加速度信息,从第一参考路径点下游的各路径点中搜索第二参考路径点的时候,执行:依次根据以下公式计算第一参考路径点下游的各路径点的到达时间(即从第一参考路径点到对应路径点所需的时间),直到该到达时间不小于参考移动时间,停止计算下一个到达时间:其中,为第一参考路径点下游第个路径点的到达时间,为第一参考路径点下游第个路径段(即第一参考路径点下游第个路径点与其上一个路径点之间的路径段)的通行时间,为第一参考路径点下游第个路径段的长度(等于第一参考路径点下游第个路径点与其上一个路径点之间的距离),为第一参考路径点下游第个路径点的速度信息(若为零,表示第一参考路径点的速度信息),第一参考路径点下游第个路径点的加速度信息(若为零,表示第
一参考路径点的加速度信息);以最后计算其到达时间的两个路径点中的到达时间最接近参考移动时间的路径点为第二参考路径点。
82.在一些优选实施方式中,第一执行模块5用于在控制无线充电器本体移动至理论位置的时候,执行:控制无线充电器本体沿直线移动至理论位置。
83.由于无线充电器本体的移动轨迹不受agv或其它障碍物的限制,可以以任意路径移动至理论位置,其中,沿直线移动的距离最短,耗时最少。
84.其中,控制系统是通过双轴驱动装置驱动无线充电器本体移动的,具体是通过控制双轴驱动装置的两个直线驱动机构工作,以带动无线充电器本体按规划的轨迹移动。
85.优选地,第一执行模块在控制无线充电器本体沿直线移动至理论位置的时候,执行:获取无线充电器本体在第二方向上的第二最大加速度;第二方向是从无线充电器本体当前的位置指向理论位置的方向(具体计算过程参考前文的第一最大加速度的计算过程,计算过程中用理论位置替代最远边沿点);控制无线充电器本体沿第二方向,以第二最大加速度做匀加速直线运动(初速度为0),直到移动至无线充电器本体当前的位置与理论位置之间的中点处,再以该第二最大加速度做匀减速直线运动直到速度为零。
86.通过该方式,可使无线充电器本体以最短时间到达理论位置,从而可靠地保证无线充电器本体不晚于agv到达理论位置处。
87.在实际应用中,由于路面湿滑、轮胎打滑或其它原因,agv按规划路径运动时,其实际运动轨迹与规划路径之间会存在误差,因此,在经过参考移动时间后,agv的实际位置与理论位置之间存在一定偏差,若要agv准确到达理论位置才触发后续的跟随和充电的过程,则往往难以满足条件而无法触发跟随和充电的过程,因此,可以无线充电器本体为中心设置一第一邻域,若agv进入该第一邻域的范围,就判定agv与无线充电器本体相遇,从而可靠触发跟随和充电的过程。因此,在一些实施方式中,第二执行模块6用于在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电的时候,执行:根据agv是否进入无线充电器本体的第一邻域,判断agv与无线充电器本体是否相遇;第一邻域为以无线充电器本体为中心的预设区域;在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体移动至agv的正下方;在无线充电器本体移动至agv的正下方后,根据移动路径信息控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电。
88.其中,第一邻域的形状和尺寸可根据实际需要设置,例如为预设半径的圆形,但不限于此。
89.在一些实施例中,第二执行模块6在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体移动至agv的正下方的时候,执行:发送暂停指令至agv,使该agv暂停移动,并根据agv的实际位置控制无线充电器本体移动至agv的正下方。进而,第二执行模块6在无线充电器本体移动至agv的正下方后,根据移动路径信息控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电的时候,执行:在无线充电器本体移动至agv的正下方后,发送启动指令
至agv,使该agv继续移动,并根据移动路径信息控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电。
90.该过程中,由于不调整agv的位置而只调节无线充电器本体的位置,从而不会影响agv的运动轨迹,降低对agv作业过程的影响。
91.但在实际应用中,也可采用仅调节agv的位置或同时调节agv和无线充电器本体的位置来实现两者之间的上下对齐。
92.需要说明的是,agv实际位置的位置信息可通过agv上的定位模块(如定位模块、惯性测量模块等,但不限于此)获取,或者使用现有的slam过程中的定位算法来获取。
93.由上可知,该agv无线充电装置,把无线充电器本体和双轴驱动装置设置在agv工作场地地面的下方,通过获取agv发送的充电请求信息;充电请求信息包括agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息;根据第二位置信息获取参考移动时间;根据第一位置信息和移动路径信息计算agv在经过参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息;控制无线充电器本体移动至理论位置;在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电;从而,可有效提高充电设备(即无线充电器本体)到达缺电agv处的效率,有利于提高工厂的生产效率。
94.请参照图3,图3为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图,本技术提供一种电子设备,包括:处理器301和存储器302,处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯,存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序,当电子设备运行时,处理器301执行该计算机程序,以执行上述实施例的任一可选的实现方式中的agv无线充电方法,以实现以下功能:获取agv发送的充电请求信息;充电请求信息包括agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息;获取无线充电器本体当前位置的第二位置信息;根据第二位置信息获取参考移动时间;根据第一位置信息和移动路径信息计算agv在经过参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息;控制无线充电器本体移动至理论位置;在agv与无线充电器本体相遇后,控制无线充电器本体跟随agv移动的同时对agv进行无线充电。
95.请参照图4,本技术提供了一种agv无线充电系统,用于对agv进行充电,包括无线充电器100和控制系统200,无线充电器100包括无线充电器本体101和用于驱动无线充电器本体101移动的双轴驱动装置102,无线充电器本体101和双轴驱动装置102均设置在agv工作场地地面的下方;控制系统200用于获取agv发送的充电请求信息,获取无线充电器本体101当前位置的第二位置信息,根据第二位置信息获取参考移动时间,根据第一位置信息和移动路径信息计算agv在经过参考移动时间后到达的理论位置的理论位置信息,控制无线充电器本体101移动至理论位置,在agv与无线充电器本体101相遇后,控制无线充电器本体101跟随agv移动的同时对agv进行无线充电;充电请求信息包括agv当前位置的第一位置信息和移动路径信息(具体过程参考前文的agv无线充电方法步骤)。
96.在本技术所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可
以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
97.另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
98.再者,在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
99.在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
100.以上所述仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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