D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1999.02.060 第21卷第2期 北京科技大学学报 VoL21 No.2 1999年4月 Journal of University of Science and Technlogy Beijing Apr.1999 自动导引车系统关键技术的研究 郭峰袁星军余达太原魁 北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要提出了一种改进型电磁导引技术方案，该方案使自动导引系统的核心部分一路径规划 算法及程序得以实现.分析及实验结果证明，该项技术是可行的，并且具有极高的经济性， 关键词自动导引车系统；电磁感应导引：地理信息系统：最短路径及算法 分类号0157.6；TP271;TP278 目前，电磁感应导引和光学反射导引技术最 频率电流的电缆，如图3)或由控制台将信号源切 为成熟且应用最多.其他方式大多还处于研究和 换到不同的电缆线上以导引行车路线（图4）四 试验阶段刘 由于需要切换导线中的电流频率或传感器组以 便对应不同的频率，则需要相应的机构和电气方 1改进的电磁感应导引技术 面的附属装置，将增加系统的复杂性和故障率. 电磁感应导引方式是目前最为成熟且应用 同时，也加大了系统的成本投人， 最广的导引方式.其原理是，在自动导引车经过 正弦波 路径的地下或地面铺设电缆，通以低频正弦波电 发生器 流，从而在电缆周围产生磁场（图1）.车上通过电 磁感应传感器检测到磁场强度并送出车沿线路 图3多电缆、多频率的地面系统 行走时感应出来的磁场强度差动信号（图2）.车 上根据该信号进行纠偏控制.道路的分枝与合流 正弦波发生器 10 的识别是通过切换传感器工作频率以拾取表征 开关控制器 分枝与合流的信息（一般并行埋设多条通有不同 图4多电缆、单频率切换的地面系统 我们对电磁感应导引方法进行了改进.在改 正弦波发生器 进的方法中，只有一个频率的信号源，只有一条 导引电缆用来标志行车道路，道路交叉点信息由 图1 电磁感应导向的地面系统 编码脉冲装置产生. 使用单一频率，一条电缆是基于这样的思 路：当小车沿着通电导线行走时，差动式电磁传 计算 感器系统仅用于检测小车是否偏离了导线路 提取 径.在道路交叉点附近设置一个编码脉冲发生装 探 探 置，当小车进人信号有效区域后，接收装置就可 测 以收到该编码信息，这样处理的结果是简化了系 器 器 统复杂度，提高了可靠性，降低了系统成本.实现 这种处理方法，其依据的是我们提出的地理信息 系统和路径规划方法， 图2电磁感应检测原理 2地理信息系统 1998-12-13收稿郭峰男，41岁，讲师，硕士 在上述的系统中，地理信息系统是该技术方 ◆国家“863"高科技项目N0.960406) 案的基础.在现场的规划与布局完成之后，就确第 卷 21 年1 9 9 9 第 期 2 月 4 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f Un i s v e r i yt o S f e i c e n e a o d T c e h l l o yg B jle in g V 0 L2 1 PA r. N 0 . 2 19 9 9 自动导引车系统关键技术的研究 郭 峰 袁星 军 余达太 北京科技大学信息工程学院 , 北京 1 原 0 0 0 83 魁 摘 要 提 出了一种 改进型电磁导引技术方案 . 该方案使 自动导引系统的核心部分— 路径规划 算法及 程序 得以 实现 . 分析及实验结果证 明 , 该项技 术是 可行 的 , 并且具有极高的经济性 . 关健词 自动导引车系统; 电磁感应导引 ; 地理信息 系统; 最短路径及算法 分类 号 0 15 7 . 6 : T P 2 7 1 ; T P 2 7 8 目前 , 电 磁感应 导引和 光学反 射导引技术最 为成 熟 且 应用 最 多 . 其他 方 式大 多 还处于 研 究 和 试验 阶段 l[, 2】 . 即人 1 改进的 电磁感应导 引技术 电磁感 应导 引 方 式 是 目前 最 为 成 熟且 应 用 最 广 的 导 引 方 式 . 其 原理 是 , 在 自动 导 引车 经 过 路 径 的地 下 或地 面铺设 电缆 , 通 以低 频 正 弦波 电 流 , 从而 在 电缆 周 围产 生 磁场 ( 图 l ) . 车上 通 过 电 磁感 应传 感器检测 到 磁 场 强 度 并 送 出车 沿 线 路 行 走 时感 应 出来 的磁 场强度 差 动信 号 ( 图 2) . 车 上 根 据 该 信号进 行 纠 偏控 制 . 道 路 的分 枝 与合 流 的识 别是 通 过 切 换传感 器 工 作 频 率 以 拾 取 表 征 分 枝 与合 流 的信 息 (一 般并 行 埋 设多 条通 有不 同 频 率电流的 电缆 , 如 图 3) 或 由控制台将信号源切 换到 不 同的 电缆 线上 以 导引 行车路 线 (图 4) 田 . 由于 需 要 切换 导线 中 的 电流 频率或传感器 组 以 便 对应 不 同 的频率 , 则需要相 应 的机 构和 电气方 面 的 附 属 装 置 , 将 增加 系统 的复 杂性 和故障率 . 同 时 , 也加 大 了系统 的成 本投人 . 多电缆 、 多频率的地 圈 面系统 图1 电磁感应导 向的地面 系统 计算 探 测 器 图2 电磁感应检测原理 19 9 8 一 12 一 13 收稿 郭峰 男 , 41 岁 , 讲师 , 硕士 . 国家 “ 5 6 3 ” 高科技项 目伽 0 . 9 6 0 4 0 6 ) 图4 多电缆 、 单频率切换的地面系统 我 们 对 电磁感 应 导 引方法 进行 了 改进 . 在改 进 的 方法 中 , 只 有 一 个 频 率 的信号源 , 只有 一 条 导引 电缆 用来 标 志 行 车道 路 , 道路 交 叉点信 息 由 编 码脉冲装置 产 生 . 使 用单 一 频 率 , 一 条 电 缆是 基 于 这 样 的 思 路 : 当小 车沿 着 通 电导 线 行 走 时 , 差 动式 电磁 传 感 器 系 统 仅 用 于 检 测 小 车 是 否 偏离 了 导线 路 径 . 在道 路 交叉 点 附近 设置 一 个编 码脉 冲 发生装 置 , 当小 车 进 人 信号有 效 区 域 后 , 接 收 装置就 可 以 收到 该编 码 信 息 . 这样 处理 的结果 是简 化 了系 统 复 杂度 , 提 高了 可靠性 , 降低 了系 统成 本 . 实 现 这 种处 理方 法 , 其依 据 的是我 们 提 出的地 理信息 系 统和路 径规划 方法 . 2 地理信息系统 在 上 述 的系 统 中 , 地理 信息系 统是 该 技术 方 案的基 础 . 在 现 场 的规划 与 布 局 完 成 之 后 , 就 确 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 02. 060