利用磁钉段特征创建磁钉地图的新方法

针对磁钉导航系统中磁钉地图创建困难、现有建图方法不适用于多路口磁钉地图的问题,提出一种利用磁钉段特征创建磁钉地图的新方法.首先采用惯导、里程计和磁尺采集道路磁钉数据,依据标志磁钉划分磁钉段,从传感器数据中提取出磁钉段的特征,进行特征匹配,在匹配成功的磁钉段之间建立闭环约束.然后利用改进图优化算法,减小错误闭环约束对优化结果的影响.最后从优化完成的图中提取出磁钉点,再建立磁钉地图.基于真实道路环境的实验结果表明:利用磁钉段特征创建磁钉地图的新方法操作简单,建立的磁钉地图精度较高,全局一致性很好,导航试验也验证了地图的可用性.该方法可以很好地解决多路口磁钉地图建图问题,是一种有效的磁钉地图创建方法.

惯性导航自动引导车磁钉校正路径迭代学习方法

针对编码器和陀螺仪组成的AGV导航系统的积累误差,在路径上每隔一段距离设置一对磁钉,由磁栅尺检测进行绝对位姿校正。车间环境障碍使得磁钉的绝对位置难以精确测量,给AGV的实际应用调试带来不便。先采用示教方法由AGV测量并记录磁钉的位置,并在以后的重复运动中采用迭代学习方法不断更新局部路径段的目标值,使AGV更能精确地通过磁钉,从而保证AGV跟踪路径的精度。这种方法安装磁钉快捷,AGV系统规划调试方便,并能克服AGV误差积累。在前轮操舵型AGV牵引车上的实验证明了该方法的有效性。

基于磁钉技术的集装箱码头AGV定位精度分析

为解决自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)的定位精度问题,以国内某在建的自动化集装箱码头为工程背景,研究与基于磁钉技术的AGV定位误差相关的因素.通过给出AGV惯性导航系统的运动方程和误差方程,按照工程实况,在忽略陀螺仪影响的基础上,得到AGV惯性导航系统位置误差的理论计算式.依此指出,基于磁钉技术的AGV组合导航系统定位精度与加速度计精度、AGV运行方向的余弦、磁钉数据更新时间的平方成正比例关系.最后,对某工程算例进行数值仿真,验证了理论分析的正确性.该方法对磁钉排布、惯性导航系统传感器选型等有参考意义.

基于磁钉阵列的牛舍清洁机器人导航系统研究

针对无人机器人牛舍清洁的需求,提出一种基于机器人模型、磁钉修正算法、纯跟踪算法的导航控制系统。因机器人模型受外界干扰大,单纯靠模型实时定位存在累计误差,故在机器人移动的路径上,每隔一段距离设计1个磁钉,在磁钉位置修正机器人的位置误差,并利用纯跟踪算法精确按照设定路径运行。该系统利用机器人模型计算实时航向值替代磁力计,降低硬件成本,且在工程上易于实现。

基于Kalman滤波和PD控制的磁钉定位AGV导航

为实现自动导引车(automatic guided vehicle,AGV)的精确导航,本文提出一种基于Kalman滤波和比例-微分(proportion-differential,PD)控制的磁钉定位AGV导航方法。将磁钉布设于AGV行进的区域内,根据磁性传感器得到AGV当前的位姿信息,与预定路径进行比较,得到当前的航向偏差,作为PD控制器的输入,将AGV的位姿调整量作为输出。同时,利用卡尔曼滤波算法对带有噪声干扰的状态进行估计,从而进一步提高AGV的定位精度,并采用Matlab软件进行仿真分析。仿真结果表明,当比例增益KP=5.35,微分系数KD=0.85时,能够在较快的时间内校正小车的航向偏差,说明所提出的Kalman滤波和PD控制对磁钉定位AGV导航有效可行。该研究具有广阔的应用前景。

洋山深水港全自动化码头AGV磁钉安装定位方法

上海国际航运中心洋山深水港区四期工程定位于全自动化集装箱码头,其AGV导航系统基于磁钉引导技术开发。结合工程实践,针对导航系统的磁钉安装定位方法进行研究,提出了大范围条件下的静态控制解析法,采取GPS静态控制加全站仪极坐标进行定位。计算分析了该方法的精度和准确性,能够满足AGV导航定位所要求的磁钉安装精度。

自动化集装箱码头电缆电磁场对IGV磁钉的干扰控制

磁钉作为自动化集装箱码头智能导引运输车(IGV)自动行驶的关键元件,若受到外界磁场干扰,则会对IGV自动行驶造成较大影响。为减少电缆电磁场对磁钉的干扰,从设计、选材等方面对电磁场产生的机理进行分析,提出通过优化电缆选型增加电缆屏蔽效果、加大电缆与磁钉的敷设距离减弱磁场干扰、增加电缆顶部接地包封实现电磁屏蔽、利用合理布线技术弱化电缆磁场强度等措施,有效地控制电缆电磁场对磁钉的干扰,保证IGV自动行驶不受其影响。

基于磁钉的自动化轨道吊大车定位系统

常规轨道吊大车位置检测精度较差,驱动方式死板,是制约轨道吊实现自动化升级的重要因素之一。针对以上问题,采用全新的基于磁钉的大车定位系统,大幅提升了轨道吊大车位置的精度,同时其具备大车姿态调整的能力,为轨道吊的自动化升级打下了坚实的基础。

磁钉导航在AGV中的应用

AGV导航技术有多种,其中磁钉导航在户外场合或长路径场合有一定的应用。从磁钉导航的原理、设计方案、现场施工三个方面系统阐述了磁钉导航技术在AGV中的应用。

基于磁钉导航及车路协同技术的智慧路侧系统设计

针对自动驾驶由单车智能向车路协同方向延伸的趋势,本文深入分析了自动驾驶的技术路线,提出了基于磁钉导航及车路协同技术的智慧路侧系统,并详细介绍了系统的组成、设计方案及关键技术研究。通过智慧路侧系统设计,辅助自动驾驶车辆进行车道定位、环境识别,提高自动驾驶的安全性。

磁力导航META-NAIL锁定型胫骨髓内钉髌上入路治疗胫骨干骨折的优势

背景:磁力导航META髓内钉结合髌上入路是治疗胫骨干骨折的一种新颖手术方式,较传统手术方式有明显的优势。目的:回顾性分析磁导航META髓内钉结合髌上入路治疗胫骨干骨折的特点。方法:收集58例胫骨干骨折患者的病历资料进行回顾性分析,患者均为单侧闭合骨折,均应用磁力导航META-NAIL锁定型胫骨髓内钉髌上入路内固定治疗。术后预防性使用抗生素,术后3d开始进行无负重功能锻炼,平均12周后进行完全负重功能锻炼。结果与结论:①内固定后24周Lysholm评分为83-95分,平均90分;②Johner-Wruh标准评价临床优良率约为95%;③手术时间平均为65 min,出血量平均为30 mL;④内固定后随访中无患者出现患肢膝关节疼痛;(5)所有患者未出现伤口不愈合、感染、骨不连、骨髓炎、畸形愈合等并发症;(6)回顾性分析结果表明,应用磁力导航META-NAIL锁定型胫骨髓内钉髌上入路内固定治疗胫骨干骨折,手术时间短、复位满意、固定可靠;可避免切开髌腱等组织,减少膝前疼痛率;术后能够早期功能锻炼,临床效果满意。

光磁声控导航带锁髓内钉治疗胫骨骨折的临床疗效

目的:研究胫骨骨折患者应用光磁声控导航带锁髓内钉治疗的临床效果,总结其临床应用价值。方法:选取2011年6月-2013年1月笔者所在医院收治的胫骨骨折患者78例,按随机双盲法将其分为试验组40例和对照组38例,试验组患者应用光磁声控导航带锁髓内钉治疗,对照组患者应用传统瞄准器定位法治疗,观察两组临床治疗效果。结果:两组患者临床总有效率均为100%,试验组手术时间、住院时间、住院费用、临床愈合时间分别为(62.81±12.44)min、(20.21±12.44)d、(13 470.34±4184.47)元、(10.71±2.44)周,均优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:光磁声控导航带锁髓内钉治疗胫骨骨折,治疗效果满意,具有较高的临床应用价值,值得进一步推广。

基于无源磁钉定位的数字轨道电车人机交互系统设计

针对现有数字轨道列车控制系统具有驾驶者对列车控制主观干预性过强的局限性,文章提出并设计了一种基于无源磁钉定位的数字轨道电车人机交互系统,并通过设计一种介于数字轨道电车车载主机端和人机界面软件端通信协议和方法,实现通过智能的显示系统及自动化的控制方法对基于无源磁钉定位的数字轨道电车的状态进行实时显示和准确控制,实现数字轨道电车的准确控制和稳定运营。

磁传感系统在室外移动机器人导航中的研究

详细介绍了室外移动机器人磁导航系统中磁钉材料、形状及尺寸的选择原则.在分析各种磁传感器特性的基础上,选择HMC1022型磁阻传感器作为磁信号的检测元件.利用13个磁阻传感器,形成了用于检测磁钉磁场的磁尺.磁尺安装在车辆前保险杠上相对地面比较高的位置,解决了应用霍尔传感器等进行磁导航时安装高度比较低的问题.提出了一种改进的序列算法,根据相邻传感器的比值,通过设定阈值来细分区间,从而获得了更精确的磁定位结果.实验结果验证了改进序列算法的精确测量特性.

护士助手机器人磁导航方法研究

介绍了一种用于护士助手机器人导航的磁传感系统。该机器人由直流伺服电机驱动,采用差动轮系实现转向。烧结型NdFeB磁钉作为固定标示物,被埋在机器人预行驶路径上形成导航线。用于检测磁钉的磁尺由8个磁阻传感器直线固定在有机玻璃板上组成。通过测量磁尺与导航线的相对位置,得到机器人实际行驶路径与预行驶路径的偏差角度,进而可以利用此偏差角度修正机器人的前进方向。实验结果表明:该导航方法实现简单,能比较精确地跟踪磁钉导航线。

室外巡检机器人的磁导航系统设计及实现

为了提高室外巡检机器人的导航精度和稳定性,基于磁钉磁场分布特性,设计了一种新的磁导航系统.首先根据巡检机器人室外磁导航需求,确定了磁钉材料、形状、尺寸及其排布方案;接着针对磁钉磁场强度设计了磁钉检测装置;然后对检测装置输出信号进行消抖滤波,并根据磁钉磁场分布构建了磁场比值函数,以及机器人相对于磁钉的横向偏差函数;最后以横向偏差为变量设计出巡检机器人磁导航的可变参数PID控制器.3种路径环境下的实验测试结果表明:与定常PID控制相比,基于可变参数PID控制的机器人横向偏差平均减少76.8%,轨迹标准差平均提高69.8%,且无脱离路径现象,说明机器人磁钉导航的准确性和稳定性,进而验证了所设计磁钉检测装置以及导航控制算法的有效性.

煤矿自动驾驶磁寻迹定位技术

煤矿辅助运输车辆大多采用无线定位方式,动态定位精度为3 m以上,不能满足煤矿自动驾驶车辆定位精度的要求;车辆实时定位数据响应时间在400 ms以上,不能满足自动驾驶车辆对定位信息实时获取的要求。针对上述问题,提出了一种煤矿自动驾驶磁寻迹定位技术。在辅助运输自动驾驶车辆的合适位置安装磁感应天线装置,在车辆行驶路线上布置数个带有编号的无源感应磁钉,当感应天线经过无源感应磁钉时,无源感应磁钉受感应天线磁场的作用产生脉冲信号,该脉冲信号发生的位置在磁感应天线磁场范围内的具体位置可实时获取,磁感应天线将定位信息通过CAN总线通信接口转发给车辆控制系统,控制系统根据磁感应天线中心点与磁感应磁钉的相对位置,通过批通知树(BIT*)算法计算出车辆所在巷道位置和行驶路线中心的偏差位置,从而达到定位寻迹的目的。为验证该磁寻迹定位技术的有效性,在陕煤集团神木张家峁煤矿进行了工业性试验:在常规路段采用单排等间距布置磁钉;在井口、弯道和车辆行驶路线的终点前后处,根据不同的应用需求采用5排4磁钉和2排5磁钉相结合的方案布置无源感应磁钉,实现了自动驾驶车辆毫米级高精度、毫秒级低延时、有效的寻迹定位,使自动驾驶车辆按照最优路径准确行驶至终点。

基于磁阻传感器的智能车辆定位系统

为解决自主导航智能车辆纵向精确定位的问题,设计了一个基于两维磁阻传感器的车辆局部定位系统,包括横、纵向磁定位方法的确定、磁尺结构设计和磁信号采集处理的软硬件设计。进行了磁钉的两维磁场信号采集和磁定位方法的对比验证,结果表明:该系统不仅在较大范围内具有高的横向定位精度,还能够提供精确的纵向定位信息。

六轮AGV小车路线偏差控制方法仿真

针对无人自动导向运输车(Automated Guided Vehicle, AGV)在搬运质量较大货物时,驱动轮容易出现打滑或摆动问题,导致其路线难以按照原定路线行驶,提出一种基于磁导航的六轮AGV小车路线偏差控制方法。通过示教方法记录并测量磁钉的位置,基于此,采用迭代学习方法在AGV小车重复运动过程中更新局部路段的目标值,实现磁钉的标定。计算运行过程中六轮AGV小车产生的角度偏差和位置偏差,将其作为输入值,设计模糊控制器,控制小车的路线偏差,在此基础上采用粒子群优化算法优化模糊控制器,提高六轮AGV小车路线偏差的控制精度。仿真结果表明,研究方法控制下六轮AGV小车路线与实际原定路线具有较高拟合度,总耗时在10s内,验证了所提方法的导航精度高、角度偏差小且控制效率较高。

基于自动导引的移动机器人控制系统设计研究

针对实际中自动导引机器人的使用,开发了基于磁钉和惯性导航联合使用的自动导引机器人控制系统。在硬件方面,详细介绍了控制系统功能及其组成,着重介绍了自动导引的工作原理及实现方法,同时介绍了通信系统的构建和运行策略。在软件方面,着重介绍了整个控制系统的主程序设计流程和自动导引子程序设计流程,同时介绍了在行走过程中消除导航偏差的计算方法。这些研究为接下来深入探讨路径规划问题提供了依据,具有一定的实际意义。