磁導航傳感器原理及使用方式

1、1 / 4磁導航傳感器原理及使用方式1 磁導航傳感器簡介磁導航傳感器主要運用于自主導航機器人、室內室外巡檢機器人、自主導航運輸車AGV(AGC、自動手推車等自主導航設備,完成自主導航設備的預設運行路線檢測及定位。基于預設磁軌跡的導航方式是自主移動平臺如AGV 、巡檢機器人、無軌貨架等自主導航設備最重要的一種導航方式。相比基于光電傳感器和視覺傳感器的色條導航方式,磁導航可靠性更高,不受環(huán)境光和地面條件的影響;相比激光導航方式,磁導航系統(tǒng)簡單、實現(xiàn)容易、成本低廉。聯(lián)創(chuàng)中控的磁導航傳感器采用美國PNI 公司的磁阻傳感器為磁場檢測器件,PNI 的磁傳感器廣泛運用于航空、航天、航海、工業(yè)等領域,是檢測精

2、度、可靠性、靈敏度最高的一類磁傳感器。因此MA 系列磁導航傳感器能夠檢測到10gauss 以下微弱的N 極或S 極磁場信號,從而對磁條位置進行準確判斷。 磁導航傳感器采用全鋁合金數(shù)控加工外殼,結構強度高,能夠防止機械撞擊導致的部件損傷。內部電路板整體塑封,防護等級IP68。2 技術原理磁導航傳感器一般配合磁條、磁道釘或者電纜使用,不管是磁條、磁道釘還是電纜,都是為了預先鋪設AGV 等自主導航設備的行進路線、工位或者其它動作區(qū)域。如圖 2.1所示,工廠在車間鋪設磁條,規(guī)定了AGV 的行進路線、工位等。圖 2.1 AGV 運行路線圖如圖 2.2所示,AGV 上具有多個磁導航傳感器,用于檢測磁條和地

3、標的位置及極性。磁導航傳感器具有一到多組微型磁場檢測傳感器,在磁導航傳感器上,每個磁場檢測傳感器對應一個探測點。例如MA18具有18個探測點(圖 2.3,而MA01具有1個傳感器探頭。磁條、磁道釘、通電的電纜會產(chǎn)生磁場。我們以磁條為例,說明磁導航傳感器的原理。當磁導航傳感器位于磁條上方時,每個探測點上的磁場傳感器能夠將其所在位置的磁帶強度轉變?yōu)殡娦盘?并傳輸給磁導航傳感器的控制芯片,控制芯片通過數(shù)據(jù)轉換就能夠測出每個探測點所在位置的磁場強度。根據(jù)磁條的磁場特性和傳感器采集到的磁場強度信息,AGV 就能夠確定磁條相對磁導航傳感器的位置。如圖 2.4所示,磁條在周圍產(chǎn)生磁場,越靠近磁條磁場強度越大

4、。磁導航傳感器正上方四個探測點所在位置的磁場最大,其它探測點所在位置的磁場強度相對較弱,特別是遠離磁條的探測點所在位置的磁場強聯(lián)創(chuàng)中控ww w .ui cc t ec h.co m磁導航傳感器原理及使用方式Vision:2 / 4度幾乎為零。磁導航傳感器由此獲得磁條的磁場分布,從而確定磁條在磁導航傳感器第710點下方。AGV 控制器根據(jù)這個信息,就能夠確定它的行進方向是否偏離預定航線。圖 2.2 AGV 及磁導航傳感器圖 2.3 磁導航傳感器探測點示意圖圖 2.4 磁導航傳感器原理示意圖3 運用方式根據(jù)使用方式,我們將磁導航分為兩種類型:地標傳感器和磁導航傳感器。地標傳感器和多點位的磁導航傳感

5、器相互配合,構成完整的磁導航感知系統(tǒng)。圖 3.1是一種典型的自主移動平臺導引線鋪設方式。黑色部分是用于引導移動平臺的磁條,移動平臺根據(jù)磁條來確定行進路線;藍色方塊是N 極磁條,作為交叉路口標志,告知移動平臺到了交叉路口,需要根據(jù)預定的策略決定行進方向;綠色方塊是S 極磁條,作為轉彎標志,提醒移動平臺即將進入彎道以及彎道的方向。聯(lián)創(chuàng)中控w w w .u i cc t ec h.co m 3 / 4圖 3.1 AGV 運行路線圖我們以AGV 為例,說明磁導航傳感器和地標傳感器的運用。如圖 3.2,磁導航傳感器安裝在AGV 的正下方中軸線位置,兩側是地標傳感器。如果AGV 沿著磁條行進,磁導航傳感器應該位于磁條正上方。當磁導航傳感器檢測到磁條不在傳感器的正下方,而是偏左或者偏右,AGV 就可以通過左轉或者右轉進行前進方向調整,直到傳感器檢測到磁條位于傳感器的正下方為止。圖 3.2 磁導航傳感器布置示意圖地標傳感器用于檢測除了磁條導引線之外的其它特定標志,比如轉彎標志、岔道標志、出站標志等等。 MA01地標傳感器有1個探測點,可以檢測N 極、S 極兩種磁塊,可以用于兩種標志的檢測。MA02地標傳感器有2個探測點,分別可以檢測N 極、S 極兩種磁塊,因此可以用于4中標志的檢測。 移動平臺使用多點的磁導航傳感器判斷方向,使用地標傳