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摘 要：随着科技的发展人工配送成本的提高，工业AGV技术进入了新的阶段;AGV根据应用场景，其系统控制方式演化出激光導引控制、磁条导引控制、和视觉导引控制;伴随着AGV技术的革新，在传统的汽车制造行业、仓库物流行业和医疗运输行业，也在舍弃原始的物料配送模式，引用AGV配送系统，加速其自身自动化的提高。本文阐述了AGV系统机构和控制方式，以及AGV控制系统在不同行业中的应用，最后，对AGV控制发展的未来趋势进行了探讨。
关键词：AGV;控制方式;导引
AGV又称自动引导车或无人驾驶车，是指带有磁传感器或光传感器的引导设备，沿着固定的工艺路线形式，并且具有载物平台和举升平台，同时自身带有安全保护的移动运输车辆，在实际应用中不需要驾驶员并却可以自动补充电量动力能源的设备[ ]。根据AGV自身应用的功能特点，企业将使用AGV替代繁重的人工运输、恶劣环境下的人工搬运以及危险情况下的人工操作等工作;AGV的使用必将使企业节约大量人工成本，同时也让员工从繁重、危险的工作环境解放出来，提高了企业经济效益和员工工作的幸福率。
1.AGV的结构
AGV控制系统是依据主控模块、功能模块以及通讯总线之间的相互连接，通过导航装置采取信息，反馈到主控模块进行AGV的行走驱动。
如图1所示AGV主要是有车身和相应的机械结构所组成，是AGV的外形结构;蓄电和充电装置，则为AGV提供24V或48V的动力能源;驱动装置则是由万向轮、驱动轮、行走电机以及驱动控制器等部分合成，是控制AGV运行主要装置;导引装置是接受地面信息反馈给主控，通过转向装置来控制方向;控制器则是接受控制中心的指令执行动作，并把自身状态（如速度、位置等）反馈给控制中心;通讯装置主要是实现AGV与地面控制和地面监控设备实现信息交互[ ];安装装置则是通过区域扫面，检测前方障碍物并反馈给控制器，以此来控制运行和停止;移栽装置主要是和运载货物直接接触、货物在上面直接运输。
2.AGV控制方式
2.1激光导引控制方式
激光导引式AGV是能够通过激光导引的方式，实现AGV自动导引，并在壳体上方安装承载物架，用于运输。利用超声波传感器组成测距环，防止碰撞;并利用激光扫描仪组成激光导航系统导航;壳体内的伺服电机控制器与左右两侧的伺服电机构成双闭环控制系统。
如图2所示激光导引式AGV在运行的过程中，超声波传感器呈扇形分布，检测前方180角度障碍物信息;前后四个万象轮起到支撑作用和协助驱动差速轮实现转向功能;车体中间的两个轮作为驱动轮，连接私服私服电机;这种机构与四轮式AGV相比，可以承载更多重量，运行速度平稳，对路面适应能力强。主控CPU根据超声波反馈的信息对小车进行加减速和刹车，通过地标和上位调度系统进行工位停止或原地旋转的功能以及更加复杂的慢速转弯功能;私服电机的速度与方向都是通过私服控制器进行控制，而私服电机控制器进行减速调节采用的是差速法或DA调速法。
2.2磁导航控制方式
磁导航式AGV控制方式，主要包含主控CPU、驱动控制器、感应磁装置、主控制轮、RFID传感器、从动万向轮、举升装置和声波传感器;在车体内主驱动轮分别固定在中间左右两侧，称为主驱动轮;从动转向轮分别安装于四周，RFID固定做主动轮侧，磁感应传感器跟别固定前后中间位置;以上所述的元器件位于车体内部并通过电路和RS232串口连接控制单元，而主控CPU通过网线连接驱动控制器，驱动控制器单向连接行走电机，以此来组成整个控制系统环路。
如图3所示磁导航式AGV在运行的过程中，主控CPU通过网线连接声波传感器获取信息，读取小车前方障碍物是否存在，以此来控制是否运行;通过RS232与前后两个磁感应传感器来确定运行的路线轨迹;并且主控CPU将控制信号通过网线传输至驱动器，通过两个驱动控制器来控制两个驱动电机，来实现小车根据地面导引装置进行直行、转弯、加减速等动作控制。
2.3视觉导航控制方式
视觉导航AGV控制系统，主要包含主控CPU、供电的超级电容系统、用于传输信号的无线通讯模块和用于控制驱动AGV行走电机驱动模块、带动AGV运行和转向一体的舵轮电机、识别导引条和二维码的P+F摄像头、以及自动补充电量丝杆电机，以上元器件都是安装在壳体内部，壳体表面还设有用于实现参数设置、状态显示与交互式操作的人间交换HMI以及承载物料的自动举升装置。其中主控CPU分别与通讯模块、电机控制模块和P+F摄像头通过RJ54网线头连接;通过以上的元器件的连接，组成AGV控制系统内部的电路和网络，如下图4所示;
在视觉导航AGV行驶过程中，通过视觉摄像头识别岔道，曲线和其他标记线，获得AGV主体和路线指引线之间的数据;主控CPU对获得的位置和方向偏差进行纠偏处理，从而指导AGV的运行方向;使用Sick扫描模块来监视AGV在运行过程中的周围环境;通过调度与主控计算AGV到目标之间的最佳路径。它可以与上级调度实时通信，以实现视觉导航，区域扫描，运行轨迹，地标定位等功能。
3.AGV控制系统的应用
3.1汽车制造的应用
汽车行业是目前工业自动化程度最高的行业之一，而在汽车制造过程中AGV控制系统作为总装、发动机等生产线的子系统，上位调度系统可以和产线生产系统相互连接，根据产线需求，对AGV发出调度命令。AGV不仅可以作为物料运输车辆，还可以充当工作平台、加工平台使用，他们即使自由独立的，有可以进行有序的组合衔接;AGV作为可移动的载体，不但能够实现物料的运输，而且还可以根据个工艺的需求实现姿势的调整，很大程度上提高工作效率，降低员工劳动难度和强度。
3.2物流仓库的应用
自动物流仓库系统，AGV接收来自物流调度系统命令调度AGV运输手推车，并完成系统的仓储，出货和退货。当调度系统获取任务时，将根据正在执行的任务的当前AGV情况将其选择性地发送到AGV小型运输工具，一般原理是使用漏斗方法。当AGV运输车闲置时，从数据库中存储的未执行任务中，经过空间距离计算模型后，应执行最短距离的任务并将其发布到AGV车身控制系统，并且然后AGV运输车辆将执行该任务，减少AGV无效运行的距离，并最终提高自动化仓库物流的效率。 3.3医院物流的应用
医院物流传输系統的应用是医院现代化的重要标志之一[ ]。与传统的链条运输和轨道运输相比，AGV控制系统运输和悬挂小车运输具有动作迅速，运输效率高，可操作性强，安全等级高的优点。使用传统的物料搬运设备相反，AGV运输行走路线不需要铺设导轨，托架和其他固定设备，并且不受场地、区间和外部环境的限制。当前医院的AGV物流控制系统所用的AGV车由左右两个电动机驱动，以不同的速度组合来驱动其运动，并且通过驱动控制行走装置来获得平面上的二维X， Y）进行协调，形成差速控制，使用两个或多个万向轮作为辅助调节AGV运行稳定性，并在到达提取点后进行新的手动卸药
4.AGV控制发展的未来趋势
未来AGV控制发展应该趋向于室内到室外。目前AGV多适用室内，而随时需求的发展，户外或半户外AGV控制技术将逐渐完善和进行使用。户外AGV控制应用一直是应用技术难点，受制于恶劣的自然环境，如：温度、湿度、雨雪等恶劣天气。作为AGV供应商，更应该注重技术研发产品升级，如防雨雪的导航装置、防止路面坑洼的驱动装置等特殊技术上 ，以提高户外应用的理想效果。
4.1模块化
AGV的机械结构应朝着模块化、易构化等方向发展。例如，行走电机、驱动控制器和控制系统和电源模块的集成，在结构上有机械重新分配。
4.2集成化
AGV的控制系统正由PLC控制朝PC控制端发展，便于系统的集成化、标准化和网络化，增强兼容性、可扩性、可操性和远程维护。
4.3高精化
AGV的自动化和信息化的提升，要求整体AGV小车控制精度、运算精度、检测精度和避让精度也越来越受重视。
4.4二极化
AGV的发展不仅要趋向于工业自动化的需求，同时也要趋向于办公室人为接触式发展。
4.5智能化
AGV的发展应用不仅要作为物流运输工具，同时也要偏向于平台搭建，根据应用需求实现智能化操作。
5.结论和展望
AGV的控制方式的区分主要依据导航模式的划分，在实际的应用的过程中，根据应用场景不同，对于AGV的外观结构、功能选择、控制模式等多方面选择都是主要影响因素;因此AGV产品在开发的过程中，无法做到规模化，这也是限制非标自动化企业发展的重要因素。
目前AGV小车在我国市场快速发展，出现不少关于AGV制造类企业，有研发控制系统的、有研发导航系统的、有研发调度系统的、也有研发车体的，这也导致企业之间同质化越来越严重，技术人才与创新。随着人工智能、5G等新技术的发展应用，必将给AGV发展带来新的机遇，不断融合各种新的技术，开发出适用于各种情景的设备产品。
参考文献：
[1] 赵凯， 刘子库， 李梦杰， et al. AGV在汽车发动机与后桥装配中的应[C]// 第十三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集. 2016.
[2] 于洋. 电子商务背景下的AGV“货到人”拣选系统[D].云南财经大学， 2013.
[3] 沈崇德. 医院AGV物流传输系统的技术特点与构成[J]. 医疗卫生装备，.2009（11）： 99-100+116.
作者简介：
陈文龙（1992.02.28），男 ，汉，河南省夏邑县，电气工程师，助理工程师，本科.
关键词：AGV;控制方式;导引
AGV又称自动引导车或无人驾驶车，是指带有磁传感器或光传感器的引导设备，沿着固定的工艺路线形式，并且具有载物平台和举升平台，同时自身带有安全保护的移动运输车辆，在实际应用中不需要驾驶员并却可以自动补充电量动力能源的设备[ ]。根据AGV自身应用的功能特点，企业将使用AGV替代繁重的人工运输、恶劣环境下的人工搬运以及危险情况下的人工操作等工作;AGV的使用必将使企业节约大量人工成本，同时也让员工从繁重、危险的工作环境解放出来，提高了企业经济效益和员工工作的幸福率。
1.AGV的结构
AGV控制系统是依据主控模块、功能模块以及通讯总线之间的相互连接，通过导航装置采取信息，反馈到主控模块进行AGV的行走驱动。
如图1所示AGV主要是有车身和相应的机械结构所组成，是AGV的外形结构;蓄电和充电装置，则为AGV提供24V或48V的动力能源;驱动装置则是由万向轮、驱动轮、行走电机以及驱动控制器等部分合成，是控制AGV运行主要装置;导引装置是接受地面信息反馈给主控，通过转向装置来控制方向;控制器则是接受控制中心的指令执行动作，并把自身状态（如速度、位置等）反馈给控制中心;通讯装置主要是实现AGV与地面控制和地面监控设备实现信息交互[ ];安装装置则是通过区域扫面，检测前方障碍物并反馈给控制器，以此来控制运行和停止;移栽装置主要是和运载货物直接接触、货物在上面直接运输。
2.AGV控制方式
2.1激光导引控制方式
激光导引式AGV是能够通过激光导引的方式，实现AGV自动导引，并在壳体上方安装承载物架，用于运输。利用超声波传感器组成测距环，防止碰撞;并利用激光扫描仪组成激光导航系统导航;壳体内的伺服电机控制器与左右两侧的伺服电机构成双闭环控制系统。
如图2所示激光导引式AGV在运行的过程中，超声波传感器呈扇形分布，检测前方180角度障碍物信息;前后四个万象轮起到支撑作用和协助驱动差速轮实现转向功能;车体中间的两个轮作为驱动轮，连接私服私服电机;这种机构与四轮式AGV相比，可以承载更多重量，运行速度平稳，对路面适应能力强。主控CPU根据超声波反馈的信息对小车进行加减速和刹车，通过地标和上位调度系统进行工位停止或原地旋转的功能以及更加复杂的慢速转弯功能;私服电机的速度与方向都是通过私服控制器进行控制，而私服电机控制器进行减速调节采用的是差速法或DA调速法。
2.2磁导航控制方式
磁导航式AGV控制方式，主要包含主控CPU、驱动控制器、感应磁装置、主控制轮、RFID传感器、从动万向轮、举升装置和声波传感器;在车体内主驱动轮分别固定在中间左右两侧，称为主驱动轮;从动转向轮分别安装于四周，RFID固定做主动轮侧，磁感应传感器跟别固定前后中间位置;以上所述的元器件位于车体内部并通过电路和RS232串口连接控制单元，而主控CPU通过网线连接驱动控制器，驱动控制器单向连接行走电机，以此来组成整个控制系统环路。
如图3所示磁导航式AGV在运行的过程中，主控CPU通过网线连接声波传感器获取信息，读取小车前方障碍物是否存在，以此来控制是否运行;通过RS232与前后两个磁感应传感器来确定运行的路线轨迹;并且主控CPU将控制信号通过网线传输至驱动器，通过两个驱动控制器来控制两个驱动电机，来实现小车根据地面导引装置进行直行、转弯、加减速等动作控制。
2.3视觉导航控制方式
视觉导航AGV控制系统，主要包含主控CPU、供电的超级电容系统、用于传输信号的无线通讯模块和用于控制驱动AGV行走电机驱动模块、带动AGV运行和转向一体的舵轮电机、识别导引条和二维码的P+F摄像头、以及自动补充电量丝杆电机，以上元器件都是安装在壳体内部，壳体表面还设有用于实现参数设置、状态显示与交互式操作的人间交换HMI以及承载物料的自动举升装置。其中主控CPU分别与通讯模块、电机控制模块和P+F摄像头通过RJ54网线头连接;通过以上的元器件的连接，组成AGV控制系统内部的电路和网络，如下图4所示;
在视觉导航AGV行驶过程中，通过视觉摄像头识别岔道，曲线和其他标记线，获得AGV主体和路线指引线之间的数据;主控CPU对获得的位置和方向偏差进行纠偏处理，从而指导AGV的运行方向;使用Sick扫描模块来监视AGV在运行过程中的周围环境;通过调度与主控计算AGV到目标之间的最佳路径。它可以与上级调度实时通信，以实现视觉导航，区域扫描，运行轨迹，地标定位等功能。
3.AGV控制系统的应用
3.1汽车制造的应用
汽车行业是目前工业自动化程度最高的行业之一，而在汽车制造过程中AGV控制系统作为总装、发动机等生产线的子系统，上位调度系统可以和产线生产系统相互连接，根据产线需求，对AGV发出调度命令。AGV不仅可以作为物料运输车辆，还可以充当工作平台、加工平台使用，他们即使自由独立的，有可以进行有序的组合衔接;AGV作为可移动的载体，不但能够实现物料的运输，而且还可以根据个工艺的需求实现姿势的调整，很大程度上提高工作效率，降低员工劳动难度和强度。
3.2物流仓库的应用
自动物流仓库系统，AGV接收来自物流调度系统命令调度AGV运输手推车，并完成系统的仓储，出货和退货。当调度系统获取任务时，将根据正在执行的任务的当前AGV情况将其选择性地发送到AGV小型运输工具，一般原理是使用漏斗方法。当AGV运输车闲置时，从数据库中存储的未执行任务中，经过空间距离计算模型后，应执行最短距离的任务并将其发布到AGV车身控制系统，并且然后AGV运输车辆将执行该任务，减少AGV无效运行的距离，并最终提高自动化仓库物流的效率。 3.3医院物流的应用
医院物流传输系統的应用是医院现代化的重要标志之一[ ]。与传统的链条运输和轨道运输相比，AGV控制系统运输和悬挂小车运输具有动作迅速，运输效率高，可操作性强，安全等级高的优点。使用传统的物料搬运设备相反，AGV运输行走路线不需要铺设导轨，托架和其他固定设备，并且不受场地、区间和外部环境的限制。当前医院的AGV物流控制系统所用的AGV车由左右两个电动机驱动，以不同的速度组合来驱动其运动，并且通过驱动控制行走装置来获得平面上的二维X， Y）进行协调，形成差速控制，使用两个或多个万向轮作为辅助调节AGV运行稳定性，并在到达提取点后进行新的手动卸药
4.AGV控制发展的未来趋势
未来AGV控制发展应该趋向于室内到室外。目前AGV多适用室内，而随时需求的发展，户外或半户外AGV控制技术将逐渐完善和进行使用。户外AGV控制应用一直是应用技术难点，受制于恶劣的自然环境，如：温度、湿度、雨雪等恶劣天气。作为AGV供应商，更应该注重技术研发产品升级，如防雨雪的导航装置、防止路面坑洼的驱动装置等特殊技术上 ，以提高户外应用的理想效果。
4.1模块化
AGV的机械结构应朝着模块化、易构化等方向发展。例如，行走电机、驱动控制器和控制系统和电源模块的集成，在结构上有机械重新分配。
4.2集成化
AGV的控制系统正由PLC控制朝PC控制端发展，便于系统的集成化、标准化和网络化，增强兼容性、可扩性、可操性和远程维护。
4.3高精化
AGV的自动化和信息化的提升，要求整体AGV小车控制精度、运算精度、检测精度和避让精度也越来越受重视。
4.4二极化
AGV的发展不仅要趋向于工业自动化的需求，同时也要趋向于办公室人为接触式发展。
4.5智能化
AGV的发展应用不仅要作为物流运输工具，同时也要偏向于平台搭建，根据应用需求实现智能化操作。
5.结论和展望
AGV的控制方式的区分主要依据导航模式的划分，在实际的应用的过程中，根据应用场景不同，对于AGV的外观结构、功能选择、控制模式等多方面选择都是主要影响因素;因此AGV产品在开发的过程中，无法做到规模化，这也是限制非标自动化企业发展的重要因素。
目前AGV小车在我国市场快速发展，出现不少关于AGV制造类企业，有研发控制系统的、有研发导航系统的、有研发调度系统的、也有研发车体的，这也导致企业之间同质化越来越严重，技术人才与创新。随着人工智能、5G等新技术的发展应用，必将给AGV发展带来新的机遇，不断融合各种新的技术，开发出适用于各种情景的设备产品。
参考文献：
[1] 赵凯， 刘子库， 李梦杰， et al. AGV在汽车发动机与后桥装配中的应[C]// 第十三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集. 2016.
[2] 于洋. 电子商务背景下的AGV“货到人”拣选系统[D].云南财经大学， 2013.
[3] 沈崇德. 医院AGV物流传输系统的技术特点与构成[J]. 医疗卫生装备，.2009（11）： 99-100+116.
作者简介：
陈文龙（1992.02.28），男 ，汉，河南省夏邑县，电气工程师，助理工程师，本科.