磁导航传感器原理及使用方式

1、磁导航传感器原理及使用方式 Vision: 1.0.0 Date: 2013-01-081 / 4磁导航传感器原理及使用方式1 磁导航传感器简介磁导航传感器主要运用于自主导航机器人、室内室外巡检机器人、自主导航运输车AGV(AGC、自动手推车等自主导航设备,完成自主导航设备的预设运行路线检测及定位。基于预设磁轨迹的导航方式是自主移动平台如AGV 、巡检机器人、无轨货架等自主导航设备最重要的一种导航方式。相比基于光电传感器和视觉传感器的色条导航方式,磁导航可靠性更高,不受环境光和地面条件的影响;相比激光导航方式,磁导航系统简单、实现容易、成本低廉。联创中控的磁导航传感器采用美国PNI 公司的磁阻

2、传感器为磁场检测器件,PNI 的磁传感器广泛运用于航空、航天、航海、工业等领域,是检测精度、可靠性、灵敏度最高的一类磁传感器。因此MA 系列磁导航传感器能够检测到10gauss 以下微弱的N 极或S 极磁场信号,从而对磁条位置进行准确判断。 磁导航传感器采用全铝合金数控加工外壳,结构强度高,能够防止机械撞击导致的部件损伤。内部电路板整体塑封,防护等级IP68。2 技术原理磁导航传感器一般配合磁条、磁道钉或者电缆使用,不管是磁条、磁道钉还是电缆,都是为了预先铺设AGV 等自主导航设备的行进路线、工位或者其它动作区域。如图 2.1所示,工厂在车间铺设磁条,规定了AGV 的行进路线、工位等。图 2.

3、1 AGV 运行路线图如图 2.2所示,AGV 上具有多个磁导航传感器,用于检测磁条和地标的位置及极性。磁导航传感器具有一到多组微型磁场检测传感器,在磁导航传感器上,每个磁场检测传感器对应一个探测点。例如MA18具有18个探测点(图 2.3,而MA01具有1个传感器探头。磁条、磁道钉、通电的电缆会产生磁场。我们以磁条为例,说明磁导航传感器的原理。当磁导航传感器位于磁条上方时,每个探测点上的磁场传感器能够将其所在位置的磁带强度转变为电信号,并传输给磁导航传感器的控制芯片,控制芯片通过数据转换就能够测出每个探测点所在位置的磁场强度。根据磁条的磁场特性和传感器采集到的磁场强度信息,AGV 就能够确定

4、磁条相对磁导航传感器的位置。如图 2.4所示,磁条在周围产生磁场,越靠近磁条磁场强度越大。磁导航传感器正上方四个探测点所在位置的磁场最大,其它探测点所在位置的磁场强度相对较弱,特别是远离磁条的探测点所在位置的磁场强联创中控ww w .ui cc t ec h.co m磁导航传感器原理及使用方式Vision:1.0.0 Date: 2013-01-082 / 4度几乎为零。磁导航传感器由此获得磁条的磁场分布,从而确定磁条在磁导航传感器第710点下方。AGV 控制器根据这个信息,就能够确定它的行进方向是否偏离预定航线。图 2.2 AGV 及磁导航传感器图 2.3 磁导航传感器探测点示意图图 2.4

5、 磁导航传感器原理示意图3 运用方式根据使用方式,我们将磁导航分为两种类型:地标传感器和磁导航传感器。地标传感器和多点位的磁导航传感器相互配合,构成完整的磁导航感知系统。图 3.1是一种典型的自主移动平台导引线铺设方式。黑色部分是用于引导移动平台的磁条,移动平台根据磁条来确定行进路线;蓝色方块是N 极磁条,作为交叉路口标志,告知移动平台到了交叉路口,需要根据预定的策略决定行进方向;绿色方块是S 极磁条,作为转弯标志,提醒移动平台即将进入弯道以及弯道的方向。联创中控w w w .u i cc t ec h.co m磁导航传感器原理及使用方式 Vision: 1.0.0 Date: 2013-01

6、-08 3 / 4图 3.1 AGV 运行路线图我们以AGV 为例,说明磁导航传感器和地标传感器的运用。如图 3.2,磁导航传感器安装在AGV 的正下方中轴线位置,两侧是地标传感器。如果AGV 沿着磁条行进,磁导航传感器应该位于磁条正上方。当磁导航传感器检测到磁条不在传感器的正下方,而是偏左或者偏右,AGV 就可以通过左转或者右转进行前进方向调整,直到传感器检测到磁条位于传感器的正下方为止。图 3.2 磁导航传感器布置示意图地标传感器用于检测除了磁条导引线之外的其它特定标志,比如转弯标志、岔道标志、出站标志等等。 MA01地标传感器有1个探测点,可以检测N 极、S 极两种磁块,可以用于两种标志的检测。MA02地标传感器有2个探测点,分别可以检测N 极、S 极两种磁块,因此可以用于4中标志的检测。 移动平台使用多点的磁导航传感器判断方向,