基于AWorks平臺的AGV小車應(yīng)用

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

　　最近幾年，相信大家對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，幸福總是來得太突然，手撕快遞的幸福感很容易得到滿足，這一切都?xì)w功于科技對物流行業(yè)的不斷賦能，從有人到無人的演變，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)從有人到無人分揀的科技產(chǎn)物，是建立無人倉儲的重中之重，那它到底在倉儲物流有什么舉足輕重的作用?

　　圖 1 倉儲AGV

　　AGV是指裝備有電磁或光學(xué)等自動引導(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，以可充電之蓄電池為主要動力來源，在倉儲環(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)不間斷自動分揀。

　　圖 2 無人倉儲實(shí)現(xiàn)原理圖

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

　　圖 3 AGV功能框架

　　對于AGV小車而言，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小車的路徑識別，一般通過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)先級實(shí)時(shí)處理，其次AGV的位置也在實(shí)時(shí)的變化，后臺對于數(shù)據(jù)更新的實(shí)時(shí)性要求同樣也很高，針對AGV小車，ZLG集團(tuán)針對此提供基于M1052為載體自主研發(fā)的Aworks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺，滿足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Aworks

　　導(dǎo)航傳感系統(tǒng)、避障安全系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(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)對當(dāng)前事務(wù)優(yōu)先級進(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小車轉(zhuǎn)向、剎車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)十年對嵌入式底層開發(fā)的積累和對操作系統(tǒng)的理解，統(tǒng)一符合Posix標(biāo)準(zhǔn)的API接口，實(shí)現(xiàn)平臺組件的可插拔、可替換的特性，針對不同的DSP、ARM等處理器，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層代碼跨平臺使用，讓用戶關(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

　　針對運(yùn)動控制系統(tǒng)，Aworks系統(tǒng)平臺提供成熟、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)動控制CIA402，也可以根據(jù)客戶的需求移植不同的開源版本，以組件的方式提供給用戶適配，ZLG集團(tuán)作為CiA協(xié)會的長期會員，專注CAN總線的軟硬件開發(fā)和前沿技術(shù)研究長達(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

　　在倉庫實(shí)際進(jìn)行分揀工作中，任務(wù)下發(fā)主要是通過Wifi的方式，通過哦UDP模式不斷與AGV實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和確認(rèn)，后臺對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

　　針對倉儲的實(shí)際環(huán)境，AGV小車必須經(jīng)受夏日寒冬的考驗(yàn)，實(shí)際運(yùn)送過程中的震動等多方面外界因素，ZLG經(jīng)過多年的項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)積累，希望通過對嵌入式硬件和軟件系統(tǒng)的深度理解，在產(chǎn)品開發(fā)中，助力客戶專注自己的核心域，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力。