[發明專利]基于感知和自主計算定位導航的智能車導航方法

有效

• 申請號: 201610671906.5
• 申請日: 2016-08-12
• 公開（公告）號: CN106325270B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 徐巖;張家赫;馬建國
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發明公開了一種基于感知和自主計算定位導航的智能車導航系統，包括分別與中央處理器相連的信息儲存模塊、電機驅動模塊、定位模塊、感知模塊和交互通信模塊，中央處理器、驅動模塊和定位模塊用于實現智能車輛的定位導航和移動，感知模塊用于實現智能車輛的平穩控制，交互通信模塊用于實現人機交互；導航過程包括：廣義電子地圖的獲取，車輛初始位置信息的獲取與定位校準，獲取車輛當前位置坐標與目標坐標，動態規劃行駛路線，本發明中局部區域的路線和控制優化可以采用車輪的獨立感知與反饋控制，而整體的路線規劃與導航仍用路徑規劃算法實現實現。本系統可由手機、平板電腦等通過無線網絡實時監控和分配任務，實現系統的可視化和實時控制。

技術領域

本發明涉及一種自主定位及自動導引車系統。

背景技術

自動導引車(AGV,Automatic Guided Vehicle)是指具有電磁或光學導引裝置，能夠按照預定路線行走，具有運行和停車裝置、安全保護裝置以及各種移載功能的運輸小車。

自動導引車按照導引方式的不同，可分為固定路徑導引和自由路徑導引。固定路徑導引是指在固定的路線上設置導引用的信息媒介物，自動導引搬運車通過檢測出它的信息而得到導引的方式，比如電磁引導、光學引導、磁帶引導。而自由路徑導引是指自動導引搬運車根據要求隨意改變行駛路線。這種導引方式是在自動導引車上儲存好作業環境信息，通過識別車體當前的位置，與環境信息對照，自主的決定路徑的導引方式。如推算導引、慣性導引、環境映射法導引、激光導引[1]。然而此方法路線固定，不能實現預設路線外的移動與動態路徑規劃。本發明中智能車的運行路徑根據起點和終點的位置計算得到，不需預設路線，可實現動態路徑規劃。

目前，自動導引車領域比較成熟的應用是亞馬遜的Kiva機器人[2]，亞馬遜公司將其用來搬運貨物，實現倉庫自動化。Kiva機器人由資源調度模塊、路徑規劃模塊、處理器、存儲器、交互界面以及電機驅動等。其將工作區域分割為合適形狀、略大于機器人的小塊。Kiva機器人通過掃描地面上的條碼來實現自身的定位，行動路線和速度等由中央計算機控制。該機器人還配備了最新視覺系統，利用條碼來追蹤貨架上的商品。這是一種基于二維碼掃描的被動定位方法，且把整個機器人當做一個整體來定位，而本發明將四個車輪分別進行定位和控制。

[參考文獻]

[1]陳國仁,王秀梅,楊書評.應用于立體倉庫的自動導引車(AGV)的運行優化設計[C]//先進制造技術論壇暨第三屆制造業自動化與信息化技術交流會論文集.2004.

[2]Wurman P R,D'Andrea R,Barbehenn M T,et al.KIVA TransportingInventory Items#3: Springer Berlin Heidelberg,US20140100690[P].2014.

發明內容

本發明旨在完成一套基于感知和自主計算定位導航的智能車導航系統，該系統可以應用在需要實現物品或人員自動運送的場合，如工廠、辦公樓、家庭等環境。在通過GPS或RFID等方式給定車輛的初始位置和方向后，利用運動、測距、圖像等多種多個傳感器的數據，與建筑結構圖或電子地圖等信息進行比對與計算，從而完成動態校準并確定車體在地圖上的位置。同時配合電機驅動、無線通信、圖像識別、運動傳感等功能模塊，完成各個車輪的分別定位和控制，進而實現智能車輛的定位、路徑規劃、自由移動、智能避障、相互通信等功能。本系統可以由手機、平板電腦、臺式機等智能終端通過無線通信網絡實時監控和分配任務，實現智能車系統的可視化和實時控制。