摘要：隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，AGV的應用范圍也在不斷擴展，為了滿足用戶功能、價格、質量方面需求的AGV系統(tǒng)，研究設計了一種基于電磁導航的無人駕駛小車系統(tǒng)方案。通過實際硬件實驗，系統(tǒng)能夠達到預期設計要求，能夠廣泛運用于工業(yè)、軍事、交通運輸、電子等領域，具有良好的環(huán)境適應能力，很強的抗干擾能力和目標識別能力。
關鍵詞：電磁導航；AGV；無線傳輸；控制算法

0 引言
AGV(Automated Guided Vehicle)是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有各種移載功能的運輸車。無人AGV廣泛地應用于現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，能完成人工條件下不能完成的任務，可以保障系統(tǒng)在不需要人工導航的情況下自動行駛。
AGV包含了自動控制系統(tǒng)、引導方式的系統(tǒng)和信息無線傳輸?shù)炔糠?。通過各種算法研究，該設計有效地確定了小車的位置且能很好控制小車運行狀態(tài)。小車運行時，可以實時采集數(shù)據(jù)并傳回電腦，從而很好地對周圍環(huán)境進行監(jiān)控。系統(tǒng)利用電磁軌道(Electromagnetic path-following System)設立其行進路線，電磁軌道黏貼於地板上，無人搬運車則依循電磁軌道所帶來的信息進行移動與動作，并自動采集相關信息。根據(jù)小車采集的信息，上位機給小車發(fā)送指令，控制攝像頭轉動，以便獲取不同區(qū)域的視頻信息。

1 系統(tǒng)硬件設計
AGV系統(tǒng)結構框如圖1所示，上位機首先通過遙控的方式給小車指定運行路徑；小車上的電磁傳感器將采集到的電磁信號經(jīng)過放大檢波變成直流電壓信號，單片機再對該信號進行模／數(shù)轉換，利用PID算法，獲取小車距離中心位置的偏差，再把差值賦給舵機，從而實現(xiàn)小車沿著導線的中心自動運行；最后，小車采集的數(shù)據(jù)實時傳回電腦顯示，與此同時，上位機可給小車發(fā)出指令，讓小車執(zhí)行相關任務。

1．1 中央控制器
中央處理器采用Freescale公司推出的S12系列單片機中的一款增強型16位單片機MC9S12DG128(以下簡稱DG128)，片內資源及I／O接口豐富，接口模塊包括SPI，SCI，IIC，A／D，PWM等，在汽車電子應用領域具有廣泛的用途。
MC9S12G128的單片運行方式是最常用的應用方式。因片內已經(jīng)有較大的RAM，F(xiàn)LASH空間，一般無需擴展外部RAM或外部FLASH。本設計應用DG128來實現(xiàn)對系統(tǒng)的總體控制。
1．2 速度采集模塊
速度檢測利用霍爾效應來實現(xiàn)。當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差，兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達式為：
U=K·I·B／d (1)
式中：K為霍爾系數(shù)；I為薄片中通過的電流；B為外加磁場(洛倫茲力Lorrentz)的磁感應強度；d是薄片的厚度。
霍爾片的輸入端是以磁感應強度B來表征的，當B值達到一定的程度時，霍爾開關內部的觸發(fā)器翻轉，霍爾開關的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉。輸出端一般采用晶體管輸出，和接近開關類似。當有磁鋼接近霍爾片的時候時(在一定的距離范圍內才有反應)，設置單片機定時器的時間為t，計數(shù)器計數(shù)為n，一個轉盤上的磁鋼數(shù)量為s，則轉速(單位：r／s)的計數(shù)公式為：
speed=(n／s)／t (2)