基于AWorks平臺(tái)的AGV小車(chē)應(yīng)用

高科技對(duì)物流行業(yè)的賦能可謂是革命性的，表面是效率和服務(wù)之爭(zhēng)，那背后又有哪些黑科技做支撐呢?

最近幾年，相信大家對(duì)物流配送速度提升的感受比較直觀，配送時(shí)間從一個(gè)禮拜到次日達(dá)的飛速跨越，幸福總是來(lái)得太突然，手撕快遞的幸福感很容易得到滿(mǎn)足，這一切都?xì)w功于科技對(duì)物流行業(yè)的不斷賦能，從有人到無(wú)人的演變，一切都在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。

AGV是科技賦能物流行業(yè)的一個(gè)典型代表，它也是實(shí)現(xiàn)從有人到無(wú)人分揀的科技產(chǎn)物，是建立無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)的重中之重，那它到底在倉(cāng)儲(chǔ)物流有什么舉足輕重的作用?

圖1 倉(cāng)儲(chǔ)AGV

AGV是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)引導(dǎo)裝置，能夠沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車(chē)，以可充電之蓄電池為主要?jiǎng)恿?lái)源，在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中，主要代替了分揀的復(fù)雜工作，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷自動(dòng)分揀。

圖2 無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)原理圖

整個(gè)無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)主要囊括兩個(gè)部分：后臺(tái)管理系統(tǒng)和倉(cāng)儲(chǔ)AGV小車(chē)。如圖2所示，中央控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整倉(cāng)儲(chǔ)AGV小車(chē)后臺(tái)管理，包括倉(cāng)庫(kù)地圖管理、任務(wù)調(diào)度以及路徑規(guī)劃的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV小車(chē)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和指令下達(dá)，相當(dāng)于指揮部，其中后臺(tái)管理系統(tǒng)和AGV小車(chē)通過(guò)Wifi的形式實(shí)現(xiàn)鏈接，針對(duì)面積較大的倉(cāng)庫(kù)，還需要AGV在不同的熱點(diǎn)之間無(wú)縫切換，完成與后臺(tái)的不間斷通信和數(shù)據(jù)上傳。

圖3 AGV功能框架

對(duì)于AGV小車(chē)而言，其主要由自主導(dǎo)航定位、任務(wù)執(zhí)行、自主避障、環(huán)境感知以及電池管理構(gòu)成，其中：

導(dǎo)航傳感系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)AGV小車(chē)的路徑識(shí)別，一般通過(guò)二維碼和激光的方式實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航;

避障安全系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)防碰撞措施，出于安全性和自我保護(hù)機(jī)制考慮;

位置采集系統(tǒng)主要是定位AGV小車(chē)當(dāng)前的位置。

以上三個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)完全取決與傳感器本身，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)實(shí)時(shí)處理，其次AGV的位置也在實(shí)時(shí)的變化，后臺(tái)對(duì)于數(shù)據(jù)更新的實(shí)時(shí)性要求同樣也很高，針對(duì)AGV小車(chē)，ZLG集團(tuán)針對(duì)此提供基于M1052為載體自主研發(fā)的Aworks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺(tái)，滿(mǎn)足AGV主控系統(tǒng)的軟硬件需求。

>>>>1、軟件-實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺(tái)Aworks

導(dǎo)航傳感系統(tǒng)、避障安全系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以及位置采集系統(tǒng)都需要主控實(shí)時(shí)處理傳感器的數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)當(dāng)前事務(wù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行實(shí)時(shí)搶占處理，高達(dá)528Mhz主頻，完全可以及時(shí)響應(yīng)控制AGV小車(chē)轉(zhuǎn)向、剎車(chē)以及避障等緊急措施，保證AGV高效安全的運(yùn)行。

圖4 可裁剪實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

ZLG將數(shù)十年對(duì)嵌入式底層開(kāi)發(fā)的積累和對(duì)操作系統(tǒng)的理解，統(tǒng)一符合Posix標(biāo)準(zhǔn)的API接口，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)組件的可插拔、可替換的特性，針對(duì)不同的DSP、ARM等處理器，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層代碼跨平臺(tái)使用，讓用戶(hù)關(guān)注自己的核心域-應(yīng)用層功能實(shí)現(xiàn)，最快速度實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。

圖5 可替換、可插拔組件

針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，Aworks系統(tǒng)平臺(tái)提供成熟、穩(wěn)定的CANopen應(yīng)用層協(xié)議棧，ZLG提供支持I/O模組CIA401和運(yùn)動(dòng)控制CIA402，也可以根據(jù)客戶(hù)的需求移植不同的開(kāi)源版本，以組件的方式提供給用戶(hù)適配，ZLG集團(tuán)作為CiA協(xié)會(huì)的長(zhǎng)期會(huì)員，專(zhuān)注CAN總線(xiàn)的軟硬件開(kāi)發(fā)和前沿技術(shù)研究長(zhǎng)達(dá)10余年，提供從硬件隔離收發(fā)器模塊、CANopen協(xié)議棧以及CAN總線(xiàn)故障定位全套解決方案，為AGV穩(wěn)步前行提供強(qiáng)有力的保障。

圖6 豐富的協(xié)議棧支持

>>>>2、硬件—麻雀雖小五臟俱全

AGV屬于一個(gè)高度集成化的遙控自動(dòng)駕駛微系統(tǒng)，小體積、大容量以及多接口是其主要特征，M1052提供7路串口、2路CAN口以及多路可復(fù)用IO口，接口擴(kuò)展性極強(qiáng)。

圖7 M1052核心板

在倉(cāng)庫(kù)實(shí)際進(jìn)行分揀工作中，任務(wù)下發(fā)主要是通過(guò)Wifi的方式，通過(guò)UDP模式不斷與AGV實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和確認(rèn)，后臺(tái)對(duì)AGV本身的位置、運(yùn)行狀態(tài)以及電池信息的實(shí)時(shí)性極強(qiáng)，這就對(duì)Wifi的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)上傳和下發(fā)速率和穩(wěn)定性要求很高，同時(shí)針對(duì)在跨AP切換時(shí)wifi重連的速率都極其關(guān)鍵，ZLG也提供從芯片到模塊的解決方案。

圖8 WIFI模塊

針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)的實(shí)際環(huán)境，AGV小車(chē)必須經(jīng)受夏日寒冬的考驗(yàn)，實(shí)際運(yùn)送過(guò)程中的震動(dòng)等多方面外界因素，ZLG經(jīng)過(guò)多年的項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)積累，希望通過(guò)對(duì)嵌入式硬件和軟件系統(tǒng)的深度理解，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，助力客戶(hù)專(zhuān)注自己的核心域，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，如有更多詳細(xì)的個(gè)性化需求，請(qǐng)隨時(shí)致電ZLG。