AGV的電路設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u15055AGV的電路設(shè)計(jì)案例 1180531.1主控制器模塊 1299181.2無(wú)線通訊模塊 498781.3磁導(dǎo)航模塊 519481.4RFID讀寫(xiě)模塊 5155311.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 794771.6速度檢測(cè)模塊 9260041.7超聲波避障模塊 10180491.8電源模塊 111.1主控制器模塊AGV的主控制器模塊是整個(gè)AGV硬件系統(tǒng)的核心。它如同人類(lèi)的神經(jīng)中樞系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)上位控制系統(tǒng)所發(fā)出的命令進(jìn)行接受和執(zhí)行，控制著各個(gè)模塊的工作，使AGV完成對(duì)應(yīng)的任務(wù)和指令。所以一個(gè)優(yōu)秀的AGV硬件系統(tǒng)對(duì)主控芯片有很高的要求。PLC、單片機(jī)和工控機(jī)是一般AGV比較常用的控制方式，它們都具有各自的特點(diǎn)[18]。表3-1不同控制方式之間的對(duì)比控制方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)PLC用于邏輯控制、I/O驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、易于擴(kuò)展。不能實(shí)現(xiàn)多線處理、處理任務(wù)較為單一、不利于調(diào)試。單片機(jī)成本低、功耗小、體積小需要配套的外部電路和底層算法、處理器處理能力較差、處理速度較慢工控機(jī)處理器處理能力強(qiáng)，能夠多線程處理、資源豐富、能夠適用于惡劣環(huán)境成本高、能耗大、體積大綜合上述的特征，從AGV的成本、性能參數(shù)以及工作環(huán)境等多個(gè)方面全面考慮，單片機(jī)就能實(shí)現(xiàn)主控模塊的全面功能需求，同時(shí)極大降低開(kāi)發(fā)的成本和研發(fā)的周期。STM32F103VET6是意法半導(dǎo)體公司推出的控制芯片。STM32代表ARMCortex-M內(nèi)核的32位微控制器，F(xiàn)103代表增強(qiáng)型，V代表100引腳，其中有80個(gè)引腳可以用于IO的輸出輸入端口，E代表內(nèi)部集成了512KB的Flash和64KB的SRAM，T代表LQFP封裝，6代表工作溫度范圍在-40℃-85℃。其次之外，STM32F103VET6的最高工作頻率可以達(dá)到72MHz，電源電壓在2V-1.6V之間，具有3個(gè)通用定時(shí)器和1個(gè)高級(jí)定時(shí)器，2個(gè)16通道12位的同步模數(shù)采集器，2路SPI接口、2路T2C接口、3路USART接口、1個(gè)USB設(shè)備接口、1個(gè)CAN接口。該芯片適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，例如GPS平臺(tái)、報(bào)警系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)和游戲外設(shè)等，而且充足的接口資源和優(yōu)秀的性能可以很好的滿足AGV對(duì)于主控芯片的需求[19]。STM32芯片如果沒(méi)有外圍電路是無(wú)法正常工作的，一個(gè)STM32的最小運(yùn)行系統(tǒng)通常包括晶振、供電、復(fù)位和下載電路等。晶振電路的振蕩器通常由石英晶體充當(dāng)主要組成部分。普通的多諧振蕩器會(huì)受到許多因素的影響，當(dāng)電壓發(fā)生波動(dòng)、溫度出現(xiàn)變化或者RC參數(shù)出現(xiàn)誤差時(shí)，多諧振蕩器都會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。選擇采用石英晶體作為振蕩器的最主要的優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)樗軌虮３趾芎玫念l率穩(wěn)定性。振蕩器是通過(guò)運(yùn)用石英晶體的壓電效應(yīng)來(lái)達(dá)到起振的目的。具體原理是當(dāng)石英晶體的兩極連接恒定電壓之后，晶體會(huì)發(fā)生一定程度的形變，而將恒定電壓換成交變電壓后，形變就會(huì)變成機(jī)械振動(dòng)。振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)微弱但穩(wěn)定的交變電壓。其中當(dāng)外界施加的交變電壓的頻率與晶體本身固有頻率相同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種名為壓電諧振的特殊情況，此時(shí)壓電效應(yīng)的振動(dòng)幅度會(huì)有顯著的擴(kuò)大。晶振電路會(huì)產(chǎn)生8MHz的振蕩頻率再通過(guò)PLL鎖相環(huán)進(jìn)行倍頻后達(dá)到穩(wěn)定工作頻率72MHz。而所有的主控器外部設(shè)備和CPU的正常工作都要基于這個(gè)工作頻率，也稱之為時(shí)鐘信號(hào)。晶振電路通過(guò)OCSIN和OSCOUT端口與芯片連接。由于STM32芯片的正常工作電壓在2V-1.6V之間，所以給芯片供電的電源選用VCC1.3V比較合適，由LDO低壓差線性穩(wěn)壓器將5V換變?yōu)?.3V。復(fù)位電路的端口是NRST，當(dāng)NRST端口輸入低電平時(shí)，整個(gè)芯片進(jìn)行復(fù)位，各個(gè)器件初始化。在程序開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，一般采用SWD或者JTAG的方式來(lái)解決需要下載bin或者HEX文件以及在線仿真調(diào)試。SWD模式跟JTAF模式相比較，在高速模式下更加可靠，而且只需要4個(gè)引腳就能實(shí)現(xiàn)功能，與芯片的JTMS和JTCK端口相連。圖3-1晶振電路、復(fù)位電路、下載電路圖3-2STM32F103VET6引腳圖1.2無(wú)線通訊模塊AGV在實(shí)際使用的過(guò)程中，往往需要接受上位機(jī)的指令實(shí)現(xiàn)同時(shí)多臺(tái)AGV機(jī)器參與任務(wù)的分配與實(shí)施，構(gòu)建一個(gè)完整全面的調(diào)度系統(tǒng)，所以一個(gè)無(wú)線通訊模塊能夠使AGV更好的接受命令，完成更加復(fù)雜的任務(wù)。GC433-TC007是硅傳科技推出一款無(wú)線數(shù)傳模塊。該模塊屬于UART硬件模塊，通過(guò)串口來(lái)進(jìn)行無(wú)線通訊，大大降低了開(kāi)發(fā)成本和研發(fā)周期。具有AT指令模式和透?jìng)髂Ｊ?。在AT指令模式下，用戶可以設(shè)定串口的波特率和網(wǎng)絡(luò)IP等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。在透?jìng)髂Ｊ较?，模塊能夠?qū)⒋谳敵龅臄?shù)據(jù)傳送到目的端口，不管傳輸業(yè)務(wù)的內(nèi)容如何，不對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容做出任何改變。通訊距離可達(dá)800m，覆蓋面積相比于其他無(wú)線傳輸模塊相對(duì)較大，大大提升了AGV的可控制范圍。以下是該芯片的接口功能表。表3-2GC433-TC007端口功能表序號(hào)接口名功能0RESET復(fù)位信號(hào)，低電平有效，正常使用拉高或懸空1VCC電源+1.3V2GND地3RXDUARTRX4TXDUARTTX5GND地6ANT天線接口，等效阻抗約50Ω7GND地該模塊的供電電壓為1.3V，STM32的PB10和PB11引腳與模塊的UART_TX和UART_RX相連接。為確保RESET引腳為高電壓，將RESET引腳通過(guò)電阻與VDD引腳相連接。電路中的電容是起到濾波作用，使直流信號(hào)輸入模塊時(shí)更加平滑和穩(wěn)定。圖3-3GC433-TC007引腳圖1.3磁導(dǎo)航模塊AGV磁導(dǎo)航模塊選用的是廣州聯(lián)網(wǎng)科技的D-MNSV6-X16。該模塊具有16個(gè)固定間隔排列的微型磁場(chǎng)檢測(cè)傳感器，每個(gè)磁場(chǎng)傳感器都是一個(gè)磁場(chǎng)的探測(cè)點(diǎn)。在磁導(dǎo)航模塊工作時(shí)，各個(gè)探測(cè)點(diǎn)會(huì)檢測(cè)到磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，在霍爾效應(yīng)下磁場(chǎng)中的每個(gè)霍爾元件都會(huì)根據(jù)不同磁場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生不同的電壓，這樣磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)就會(huì)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給主控模塊,主控模塊經(jīng)過(guò)一系列的運(yùn)算和轉(zhuǎn)換判斷AGV與事先在路徑上鋪設(shè)好的磁條的相對(duì)位置。當(dāng)探測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到相同的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，代表磁條在正下方的中間位置，AGV此時(shí)在直行。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，代表磁條偏左或偏右，就會(huì)向主控模塊發(fā)送信息，通過(guò)主控模塊調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，讓AGV實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)回到中心位置[20]。圖3-4磁導(dǎo)航引腳圖1.4RFID讀寫(xiě)模塊磁導(dǎo)航通常需要3連續(xù)的磁條塊來(lái)給AGV提供信息實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的目的，具有一定的局限性而且容易受干擾導(dǎo)致精度下降，所以需要配合RFID模塊，RFID模塊識(shí)別速度較快、使用壽命較長(zhǎng)、可以動(dòng)態(tài)更改標(biāo)簽數(shù)據(jù)和通信，能夠容納較大數(shù)據(jù)，兩者共同作用提高導(dǎo)航的精度，增強(qiáng)AGV的性能。RFID射頻技術(shù)也就是無(wú)線電和射頻數(shù)據(jù)識(shí)別交換技術(shù),它也是射頻自動(dòng)識(shí)別的主要技術(shù)之一，通過(guò)無(wú)線電以射頻的形式與儀器表面的媒體之間進(jìn)行非接觸雙向的射頻數(shù)據(jù)通訊。射頻儀表上的媒介例如無(wú)線電子標(biāo)簽或者無(wú)線射頻卡上的控制線圈能夠接收射頻解讀器自動(dòng)傳來(lái)的無(wú)線射頻識(shí)別信號(hào),產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的射頻感應(yīng)電流,從而用戶可以對(duì)射頻芯片內(nèi)存中的射頻信息數(shù)據(jù)進(jìn)行閱讀和數(shù)據(jù)寫(xiě)入,達(dá)到射頻識(shí)別的主要目標(biāo)和射頻數(shù)據(jù)交換的主要技術(shù)目的。整個(gè)RFID閱讀系統(tǒng)中包含了閱讀儀、應(yīng)答器和應(yīng)用軟件系統(tǒng)等部分。閱讀器就是將一個(gè)標(biāo)簽中一些信息和內(nèi)容自動(dòng)讀出或者將標(biāo)簽內(nèi)部所缺少的關(guān)鍵信息重新寫(xiě)入標(biāo)簽當(dāng)中的一種裝置。通常的主要部分為信號(hào)收發(fā)天線、頻率信號(hào)產(chǎn)生器、鎖相環(huán)、微處理器、存儲(chǔ)器、調(diào)節(jié)控制電路及其他外設(shè)硬件接口。應(yīng)答器通常來(lái)看就是一個(gè)電子標(biāo)簽,它擁有一個(gè)唯一的電子標(biāo)簽編碼,通常由收發(fā)天線、AC/DC控制電路、解調(diào)控制電路、邏輯信號(hào)控制電路、存儲(chǔ)器和調(diào)制電路等部分共同構(gòu)成。應(yīng)用程序軟件管理系統(tǒng)需要能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行實(shí)時(shí)搜集并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。RFID模塊選用的是廣州晨控的CK-G06。CK-G06的工作頻率為125KHZ，同時(shí)它還可以支持對(duì)EMID和FDX-B兩種不同格式數(shù)據(jù)標(biāo)簽的實(shí)時(shí)讀取,通過(guò)它的RS232通信接口可以直接進(jìn)行各種數(shù)據(jù)流的傳輸。該傳感器內(nèi)部自帶了Auto-turning自動(dòng)調(diào)諧控制電路,在不同的工作環(huán)境中和運(yùn)行時(shí)間內(nèi)都能夠輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整調(diào)諧電路的相關(guān)參數(shù),使得各種外界環(huán)境對(duì)于讀卡距離的擾動(dòng)影響減少到最低程度,進(jìn)一步大大提升了自身的抵抗外界干擾能力,具備了使用壽命長(zhǎng)、靈敏度高、性能穩(wěn)定和可靠性好等四大特征。產(chǎn)品的主要參數(shù)如下：工作電壓：12V-24V/DC;工作電流：<200mA；功耗：2W;電路保護(hù)：帶極性接反保護(hù)；讀卡距離：15cm（跟標(biāo)簽類(lèi)型與應(yīng)用環(huán)境有關(guān)）；支持標(biāo)簽類(lèi)型：FDX-B、EMID；通信接口：RS232；工作溫度：-25℃-85℃；當(dāng)RFID傳感器接通了電源之后,紅色的LED燈常亮,傳感器就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入信號(hào)調(diào)諧的工作狀態(tài),并且可以根據(jù)身處的工作場(chǎng)景和使用環(huán)境來(lái)對(duì)相關(guān)參數(shù)做出一個(gè)對(duì)應(yīng)的調(diào)諧。當(dāng)傳感器檢測(cè)到RFID標(biāo)簽的存在時(shí),讀卡器會(huì)對(duì)標(biāo)簽上的信息進(jìn)行解碼，解碼成功后綠色的LED燈會(huì)自動(dòng)亮起,同時(shí)由RS232接口將讀取的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給給數(shù)據(jù)接收器。傳感器可以支持兩種通訊模式：Autosendmodel和Resendmodel。在Autoread模式下當(dāng)一個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)入到能夠被傳感器檢測(cè)到的感應(yīng)地帶時(shí),傳感器就會(huì)發(fā)出射頻信號(hào)對(duì)其進(jìn)行編碼處理,然后自動(dòng)向接收器發(fā)送標(biāo)簽編碼的數(shù)據(jù)。如果一個(gè)標(biāo)簽一直存在于感應(yīng)區(qū)域,讀卡器連續(xù)向它發(fā)送兩次編碼的數(shù)據(jù)后將不會(huì)繼續(xù)發(fā)送這個(gè)數(shù)據(jù),直到一個(gè)標(biāo)簽被移動(dòng)并離開(kāi)感應(yīng)區(qū),或者是傳感器從另外的地方檢測(cè)到一個(gè)新的標(biāo)簽。該模式信號(hào)輸出的格式為:起始碼+標(biāo)簽碼類(lèi)型+十進(jìn)制卡號(hào)+RCC校驗(yàn)+結(jié)束碼。在Resend控制模式下,控制主機(jī)可以直接通過(guò)向傳感器發(fā)送Resend命令,請(qǐng)求再次接收標(biāo)簽的相關(guān)數(shù)據(jù),傳感器接收到指令后就會(huì)再次發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)。當(dāng)控制主機(jī)接收數(shù)據(jù)出錯(cuò)未能成功接受到標(biāo)簽數(shù)據(jù)時(shí),可以通過(guò)這個(gè)命令再次獲取。在Reread模式下,控制主機(jī)可以通過(guò)向傳感器發(fā)送一個(gè)Reread命令,請(qǐng)求傳感器重新對(duì)之前的區(qū)域進(jìn)行掃描,從而重新讀取該感應(yīng)區(qū)內(nèi)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。該編碼模式下信號(hào)輸出的編碼格式定義為:起始信號(hào)碼+命令碼+結(jié)束碼。RFID模塊需要通過(guò)RS232串口進(jìn)行通信，而主控制器模塊上的UART串口并不能直接與RS232進(jìn)行信息的交互，因?yàn)镽S232是一個(gè)反邏輯也稱之為負(fù)邏輯，即低電平-3V到-15V代表邏輯1而高電平+3V-+15V代表邏輯0。所以需要一個(gè)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，解決兩個(gè)端口電平不統(tǒng)一的情況。圖3-5RFID接口與MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片1.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?yàn)锳GV的行駛提供充足的動(dòng)力，是硬件系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。一般的AGV驅(qū)動(dòng)電機(jī)分為步進(jìn)電機(jī)、直流有刷電機(jī)、直流無(wú)刷電機(jī)、直流無(wú)刷伺服電機(jī)等。步進(jìn)電機(jī)：依賴于自由旋轉(zhuǎn)的電磁鐵，當(dāng)氣隙磁導(dǎo)發(fā)生變化時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)開(kāi)始工作，步進(jìn)電機(jī)接收到電信號(hào)之后，但轉(zhuǎn)速較低、轉(zhuǎn)矩較小。直流有刷電機(jī)：內(nèi)含電刷裝置，能夠?qū)⒅绷麟娔苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能或者將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能，控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行較為平穩(wěn)，但是可靠性不高、工作壽命短，不容易更換[21]。直流無(wú)刷電機(jī)：在原來(lái)的有刷電機(jī)上發(fā)展，將傳統(tǒng)的機(jī)械換向用先進(jìn)的電子換向取代，性能更加可靠，不會(huì)磨損，使用壽命得到提高，屬于靜態(tài)電機(jī)，空載電流小。但是成本較高，容易形成共振，產(chǎn)生嗡嗡聲。直流無(wú)刷伺服電機(jī)：伺服電機(jī)可以通過(guò)脈沖來(lái)定位，當(dāng)伺服電機(jī)接收到脈沖之后，就會(huì)旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的角度完成位移，而伺服電機(jī)自身具有發(fā)送脈沖的功能，所以可以通過(guò)發(fā)送相應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)將旋轉(zhuǎn)的度數(shù)告訴系統(tǒng)，這樣就與系統(tǒng)發(fā)出的脈沖形成了閉環(huán)，通過(guò)發(fā)送的脈沖與接收到的脈沖，實(shí)現(xiàn)了高精度的定位。根據(jù)AGV小車(chē)的性能參數(shù)、成本預(yù)算、電源類(lèi)型和電機(jī)力矩等因素，決定選用直流無(wú)刷電機(jī)60DH200和直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器BLD15LB。該直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器采用12V-56VDC電源供電具有低溫升、低噪音、速度/電流雙環(huán)驅(qū)動(dòng)和多種調(diào)速模式等特點(diǎn)，而且能夠面對(duì)各種意外情況提供過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、摩爾錯(cuò)誤保護(hù)等安全措施。電機(jī)的參數(shù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的端口功能如下表所示:表3-3直流無(wú)刷電機(jī)參數(shù)表參數(shù)數(shù)值額定電壓DC24V額定電流10A額定功率200W額定轉(zhuǎn)速3000RPM額定力矩2.01表3-4電機(jī)驅(qū)動(dòng)器端口功能表端子信號(hào)信號(hào)種類(lèi)信號(hào)說(shuō)明DC+電源連接直流電源接入正極。DC-直流電源接入負(fù)極。W電機(jī)連接直流無(wú)刷電機(jī)W相。V直流無(wú)刷電機(jī)V相。U直流無(wú)刷電機(jī)U相。REF+霍爾信號(hào)直流無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)電源線。HW直流無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)HW。HV直流無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)HV。HU直流無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)HU。REF-直流無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)接地線。SV控制信號(hào)調(diào)速信號(hào)輸入端口，與外部電位器中間引出端相連，電位器另外兩側(cè)與REF+端口和COM端口相連。COM公共端口。F/R控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，與COM端口配合使用，兩者斷開(kāi)時(shí)為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)兩者短接時(shí)，電機(jī)更改為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。EN停止信號(hào)控制端，EN端口與COM端口斷開(kāi)為電機(jī)緩慢停止，短接閉合為正常運(yùn)行。BRK電機(jī)快速剎車(chē)信號(hào)端口，BRK端口與COM端口斷開(kāi)時(shí)電機(jī)為快速剎車(chē)，短接閉合為正常運(yùn)行。SPEED輸出信號(hào)輸出速度信號(hào)，根據(jù)電機(jī)在行駛過(guò)程中的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。ALM輸出報(bào)警信號(hào)，正常時(shí)表現(xiàn)為電平5V，出現(xiàn)故障時(shí)電平為0V。1.6速度檢測(cè)模塊為了對(duì)AGV小車(chē)在行駛過(guò)程中的速度有一個(gè)更精確的控制，所以需要增加一個(gè)速度檢測(cè)模塊。一般的測(cè)速可以通過(guò)測(cè)速傳感器，例如光電編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器、測(cè)速發(fā)電機(jī)等。本文選用的是增量式光電編碼器。增量式光電編碼器主要由發(fā)光二極管、旋轉(zhuǎn)軸、軸承、檢測(cè)光柵也稱固定光柵、棱鏡、光電檢測(cè)器件光敏管、碼盤(pán)也稱光柵板組成。碼盤(pán)上刻有許多等節(jié)距的徑向輻射狀的間隙，每?jī)蓚€(gè)相鄰的間隙就代表一個(gè)信號(hào)。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出光線透過(guò)棱鏡時(shí)，只有一部分光線能夠通過(guò)碼盤(pán)的間隙照到固定光柵上。固定光柵上具有A、B兩組和碼盤(pán)上等節(jié)距可以透光的間隙，這兩組間隙在相對(duì)位置上相差1/4節(jié)距，這會(huì)導(dǎo)致從碼盤(pán)上透過(guò)間隙的光在穿過(guò)固定光柵的A、B后產(chǎn)生90°的相位差。在增量式光電編碼器工作開(kāi)始隨著部件旋轉(zhuǎn)時(shí)，光信號(hào)通過(guò)碼盤(pán)和固定光柵后被光敏管等光電檢測(cè)器件轉(zhuǎn)換為數(shù)字方波信號(hào)，對(duì)這些數(shù)字方波信號(hào)進(jìn)行處理就能得到旋轉(zhuǎn)軸的一系列數(shù)據(jù)，例如角速度和位置等[22]。增量式光電編碼器跟其他數(shù)字式傳感器類(lèi)似，電機(jī)的轉(zhuǎn)速越快，增量式光電編碼器旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)速度越快，產(chǎn)生的脈沖頻率就越高。所以可以通過(guò)數(shù)字式測(cè)速法對(duì)小車(chē)的速度進(jìn)行測(cè)量。最基本的測(cè)量原理就是在對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行處理之后，測(cè)量固定的時(shí)間間隔內(nèi)編碼器發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)。根據(jù)對(duì)脈沖信號(hào)的不同處理方式，可以分為“M”法、“T”法和“M/T”法[23]?！癕”測(cè)量法又稱為定時(shí)測(cè)角法。該法是在給定高頻的時(shí)鐘間隔下測(cè)量增量式光電編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)量來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速?！癕”法的分辨率跟編碼器旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，跟給定時(shí)間間隔和編碼器輸出脈沖分辨率成負(fù)相關(guān)?！癕”法在中高速轉(zhuǎn)速下的測(cè)量精度較高，在低速的情況下，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較高的誤差[24]?！癟”測(cè)量法又稱為定角測(cè)試法。該法通過(guò)高頻的時(shí)鐘對(duì)編碼器一個(gè)脈沖周期（例如兩個(gè)相鄰上升沿之間的時(shí)間間隔）進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而計(jì)算得到編碼器旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。“T”法的分辨率與編碼器輸出的脈沖分辨率、高頻時(shí)鐘脈沖的脈沖周期和脈沖計(jì)數(shù)負(fù)相關(guān)。“T”不適用于較高速的測(cè)量，因?yàn)橹懈咚匐A段編碼器脈沖輸出較快，脈沖周期較小會(huì)導(dǎo)致需要更高的采集頻率，不然會(huì)引起誤差，所以更適合低速的測(cè)量?！癕/T”法原理跟“T”法相似，只不過(guò)“M/T”法是選擇一定數(shù)量的編碼器輸出脈沖周期來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速。“T”法可以看過(guò)是選取一個(gè)脈沖周期的特殊“M/T”法?！癕/T”法的分辨率跟選擇脈沖周期的個(gè)數(shù)成正相關(guān)，與編碼器輸出的脈沖分辨率、高頻時(shí)鐘脈沖的脈沖周期和脈沖計(jì)數(shù)負(fù)相關(guān)。雖然“M/T”法解決了“T”法在高速階段對(duì)于高頻采樣頻率的需求，但是在低速階段由于編碼器輸出脈沖周期較大，導(dǎo)致檢測(cè)需要的時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性比較差[25]。根據(jù)AGV的性能參數(shù)、行駛速度、測(cè)速精度、測(cè)速實(shí)時(shí)性等需求，采用“M”法測(cè)速比較合適。1.7超聲波避障模塊為了避免AGV執(zhí)行任務(wù)行駛過(guò)程中碰撞到障礙物，需要使用避障模塊來(lái)探測(cè)前方是否存在需要回