依据超声波及紫外的新型式核准办法

　　AGV的无线定位、导航与控制模拟系统框定位是导航与控制的前提条件，经论证采用超声波、红外线联合定位方案实现AGV的定位。超声波发射器选用的是频率为40kHz的全向超声波发射器，型号为US40KT-01；超声波接收器选用的是频率为40kHz的波束角为55b的超声波接收器，型号为40LR16.

　　选用的AGV小车为SMARTECH公司生产的1/10比例的四驱电动比赛模型车，长为3810cm，宽为1810cm.AGV的位置信息和姿态信息是导航算法中的重要参数，而不借助编码器的角度测量装置获得AGV小车的姿态信息，因此如何仅利用超声波和红外线传感器，在获得AGV的位置信息的同时得到姿态信息是要解决的难题。本系统中AGV是个刚体，单个传感器只能得到AGV位置信息，若想同时得到姿态信息，需对两个以上传感器定位，而这又带来了信号相互干扰的问题。项目采用方案：两个发射传感器分别位于AGV车头、车尾，两个接收位于运行区域以外的固定位置，发射传感器按照一定的时序进行工作，在得到AGV的位置信息的同时，得到AGV的姿态信息。

　　定位原理及其实现是系统定位原理图。在R1（xa，ya），R2（xb，ya）处各放置一个超声波接收器，接收来自于车头、车尾的超声波发射信号，位置固定，dR1R2=xb-xa.通过时延提取电路得到车头S1（x1，y1）、车尾S2（x2，y2）发射的超声波到达R1，R2的TOF（TimeofFlight），分别为SS1R1，SS1R2，SS2R1，SS2R2.根据超声波的传播速度c，可以求出S1R1，S1R2，S2R1，S2R2的长度dS1R1=SS1R1c（1）dS1R2=SS1R2c（2）2R1=SS2R1c（3）dS2R2=SS2R2c（4）根据平面几何原理有x1=（x2b-x2a）-（cSS1R2）2+（cSS1R1）22（xb-xa）y1=ya-（cSS1R1）2-（x1-xa）2（5）x2=（xb2-xa2）-（cSS2R2）2+（cSS2R1）22（xb-xa）y2=ya-（cSS2R1）2-（x2-xa）2（6）由此得到了车头、车尾的坐标，即实现了对AGV的定位。

　　根据定位原理，设计了基于超声传感器的AGV定位系统的硬件电路，系统框图如示。

　　车载定位模块有两个超声波发射电路，一个放在车头，一个放在车尾，位置固定，车上还载有红外发射器，红外信号与超声信号同时发射。位于导航系统的两个超声信号接收传感器，放置在固定位置作为信标。由于红外信号是以光速传播的，其传播时间可以忽略，导航系统接收到红外信号后立即启动定时器，开始接收超声信号，接收到超声信号时定时器的读数即为超声信号的传播时延，因此红外信号在整个定位方案中起到了时间基准作用，其工作时序如所示。超声信号接收电路由4级组成：低噪声前置放大器、第2级放大电路、自动增益调整电路、饱和放大电路。饱和放大的信号经过TOF提取电路，再经过单片机处理得到4个时延信息SS1R1，SS1R2，SS2R1，SS2R2.

　　结果与讨论该定位系统已经应用于AGV系统中。给出了AGV定位系统静态测试结果，测试过程中对AGV在5个固定点进行静态测试，测量值为50次采样的平均值。本文中的定位精度略低于激光引导方式的2mm，但明显高于电磁引导方式20mm与视觉引导方式的5mm的定位精度。本文中的定位精度为3mm与定位范围没有直接关系，是定位精度，在更大些的范围内定位，同样可达到此精度，完全可满足控制要求。