基于搬运AGV的智能停车教学台架设计
陈纪钦1，谢智阳1，陈 斌2，王顶门2，韦伟坚2
【摘 要】文中设计了一款采用开源硬件树莓派和Arduino控制的智能停车教学台架。对台架的结构和控制电路进行了分析，完成了功能测试并在汽车智能技术专业进行了相关实训项目的使用验证。台架可以为Arduino编程控制、Python编程控制、机器人操作系统的使用与实践、深度学习框架创新应用等知识和技能的学习提供一个演示和实训的载体，能够满足高职教育汽车智能技术、智能控制技术等专业相关实训项目的使用需求。 【期刊名称】广东交通职业技术学院学报 【年(卷),期】2019(018)003 【总页数】5
【关键词】智能停车；搬运AGV；教学台架 研究方向：开源硬件控制、高职教育
基金项目：2018年河源市科技计划项目“基于高密度停车场的车辆智能搬运装置关键技术研究”(项目编号：180627170222102)；2018年河源职业技术学院科技计划项目“基于高密度停车场实训平台的车辆智能搬运装置研发”(项目编号：2018KJ02)
自动导引车（Automated Guided Vehicle,AGV）可以将待停放车辆从车库入口搬运到停车位，实现了无人化停车，能为现有停车场增加20%～40%以上的停车位，解决目前停车难和存量停车场无法增量改造的问题[1-3]。该技术方案已经有深圳怡丰自动化科技、杭州海康机器人技术、云南昆船智能装备等多家公司进行研发和实施[4]。
本文从职业教育角度设计了基于搬运AGV的智能停车教学台架，为Arduino编程控制、Python编程控制、机器人操作系统（RobotOperating System,ROS）的使用与实践、深度学习框架（TensorFlow）创新应用等知识和技能的学习提供一个演示和实训的载体。
1 系统组成与功能设计
1.1 系统组成
教学台架主要由中央控制单元、导航管理控制器、搬运AGV、车牌拍照摄像头、射频识别（Radio Frequency Identification，RFID） 存取车模块、电磁导航模块、光纤灯导航模块、道闸等部件组成，其系统组成框图如图1所示。 1.2 系统功能设计
待停车辆的车牌被识别后道闸自动打开，被允许继续驶入到车库入口处待停区的车抬板上。点击交互显示屏确认待停车辆内无人、无贵重货物、已熄火等信息后，发卡机吐出一张已绑定车牌和停车位置信息的RFID卡。中央控制电脑接收到存车指令后立即调度最近的空闲搬运AGV将车抬板连同待停车辆举起并移动到指定停车位，然后搬运AGV单独离开执行其它任务。
取车时，将之前存车模块吐出的RFID卡插入取车区的读卡器内，中央控制单元接受到取车指令后，立即调度最近的空闲搬运AGV到该RFID卡关联的停车位，将该车位停放的车抬板连同其上的车辆举起并移动到取车区。车辆被驶走后，搬运AGV将空闲车抬板举升搬运到指定空闲车位存放，并等待下一个存车指令[5-7]。
AGV运行过程所走主干道路均为单行线，采用电磁导航方式。而主干道路至每个停车位之间的分线路采用光纤灯导航方式。待停放车辆可以在车库周边道路
循电磁线行驶，一旦进入存车区车抬板后自动停止行驶，当其连同车抬板被送到取车区后，必须手动按下启动按钮，方可继续循迹在周边道路行驶。
2 结构设计
2.1 车库实训台结构设计
车库实训台外形尺寸为8m*5m*0.6m，内部框架由铝型材构成，顶部包覆18mm厚度实木指接板以保证结构刚度，侧面采用了铝塑板包边处理，如图2所示。
车库的外围道路供车辆行驶，设计成30 cm宽的单行道，道路中央嵌入直径为0.5mm的漆包线作为电磁导航线，漆包线两端与20 kHz方波交流信号发生器相连。
存车区与取车区各有3个车位，每个车位都可以停放一台搬运AGV。因为搬运AGV的高度刚好等于车库内部与外围道路的高度差，所以车辆可以直接从外围道路行驶到搬运AGV上方。
车库内主干道路内嵌0.5mm的漆包线作为电磁导航线，漆包线两端通上20 kHz的方波交流电。从主干道到每个停车位之间的支路则是在台架面板内嵌入了直径为3mm的径向发光光纤为搬运AGV导航，光纤两端采用高亮度LED作为光源。
车库内的停车位分为垂直侧方位和平行侧方位两种，每个停车位按照标准停车位10∶1的比例进行划分。 2.2 搬运AGV结构设计
搬运AGV主要由举升机构、移动底盘、导航组件、激光避障模块等结构组成，如图3所示。
基于搬运AGV的智能停车教学台架设计
