[實用新型]激光制導地圖構建的AGV搬運機器人導航系統

有效

• 申請號: 201520570053.7
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN204883363U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 周雪峰;蔣曉明;劉曉光;李凱格;程韜波;黃丹
• 申請（專利權）人: 廣東省自動化研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣州天河恒華智信專利代理事務所(普通合伙) 44299
• 代理人: 陳明月

【技術領域】

本實用新型涉及機器人導航技術，特別是涉及一種激光制導地圖構建的搬運機器人導航系統。

【背景技術】

隨著物流系統的迅速發展，搬運機器人(簡稱AGV，AutomatedGuidedVehicle)廣泛運用于工業、軍事、交通運輸、電子等領域。搬運機器人，指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。

搬運機器人以輪式移動為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高、結構簡單、可控性強、安全性好等優勢。與物料輸送中常用的其他設備相比，搬運機器人的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統中，最能充分地體現其自動性和柔性，實現高效、經濟、靈活的無人化生產。

目前能夠用于搬運機器人的導航/導引技術主要有以下幾種：直接坐標、電磁導引、光學導引、全球定位系統導航、慣性導航、反射式激光導航。1)直接坐標方式用定位塊將的行駛區域分成若干坐標小區域，通過對小區域的計數實現導引。2)電磁導引是在搬運機器人的行駛路徑上埋設金屬線，并在金屬線加載導引頻率，通過對導引頻率的識別來實現搬運機器人的導引。3)磁帶導航是在路面上貼磁帶替代在地面下埋設金屬線，通過磁感應信號實現導引。4)慣性導航是在搬運機器人上安裝陀螺儀，在行駛區域的地面上安裝定位塊，搬運機器人可通過對陀螺儀偏差信號(角速率)的計算及地面定位塊信號的采集來確定自身的位置和航向，從而實現導引。5)全球定位系統導航是通過衛星對非固定路面系統中的控制對象進行跟蹤和制導。6)反射式激光導引是在搬運機器人行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，搬運機器人通過激光掃描器發射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，來確定其當前的位置和航向，并通過連續的三角幾何運算來實現搬運機器人的導引。

現有的搬運機器人導航方式都或多或少存在缺陷和不足：

1)直接坐標導航方式地面測量安裝復雜，工作量大，導引精度和定位精度較低，且無法滿足復雜路徑的要求。

2)電磁導航路徑難以更改擴展，對復雜路徑的局限性大。

3)磁帶導航方式易受環路周圍金屬物質的干擾，磁帶易受機械損傷，導引的可靠性受外界影響較大。

4)慣性導航方式制造成本較高，導引的精度和可靠性與陀螺儀的制造精度及其后續信號處理密切相關。

5)全球定位系統導航方式精度取決于衛星在空中的固定精度和數量，以及控制對象周圍環境等因素。高精度的導航系統的制造成本昂貴。

相比較而言，反射式激光導航定位精確，能夠適合多種現場環境，是目前國外許多生產廠家優先采用的先進導引方式。

發明人發現反射式激光導航需要在搬運機器人行駛路徑周圍預先垂直設置好一系列反光板，達到定位和定向的目的，因此成本高。另外，反射式激光導航需要安裝反光板，對搬運機器人運行的周邊環境有破壞，降低了搬運機器人的應用范圍(在電信、化工等行業中，搬運機器人的安裝不得破壞周邊環境)。反射式激光導航定位和定向精度與安裝反光板的數量有關，從節約成本的角度考慮，一般都選擇盡可能少的安裝反光板。由于障礙物(包括環境視覺死角)的影響，搬運機器人的運動路線受限。

【實用新型內容】

基于此，有必要針對現有技術的問題，提供一種激光制導地圖構建的搬運機器人導航系統。

一種激光制導地圖構建的搬運機器人導航系統，包括：遠程控制器、車載控制器、激光測距儀103以及用于驅動搬運機器人運動的運動控制器104；

其中所述激光測距儀103的輸出端與車載控制器的第一輸入端相連，所述車載控制器通過無線網絡與所述遠程控制器通信連接；

所述車載控制器的輸出端與運動控制器104的輸入端連接。

本實用新型首先遠程控制端生成全局規劃路徑，并在搬運機器人運動的過程中，激光測距儀103和里程計獲取搬運機器人的定位信息，然后車載控制端能夠根據所述定位信息搜尋對應的柵格地圖。最后車載控制端結合柵格地圖和全局規劃路徑，生成用于指示搬運機器人運動的指令，然后將該指令發給運動控制器104，以控制搬運機器人運動。本實用新型只需通過激光測距儀103獲取搬運機器人的定位信息即可實現對搬運機器人的實時導航，無需再搬運機器人的作業區域加裝其他任何的導航引導材料或結構，在保證搬運機器人導航精度的情況下節約了搬運機器人的導航成本。一方面，避免了對搬運機器人作業區域的環境破壞，另一方面大大加強了搬運機器人的應用范圍。

【附圖說明】