[發明專利]一種基于多傳感器的室外自動避障AGV導航方法

有效

• 申請號: 201611108784.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106774313B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 朱靜;黃文愷;江卓燊;冼潤鋮;韓曉英;伍馮潔;吳羽
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.一種基于多傳感器的室外自動避障AGV導航方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、從上位機獲得當地路線規劃圖，根據當地路線規劃圖以及目標起點、終點計算得到最短路線；

步驟S1中，從車體上的上位機獲得當地路線規劃圖，將當地路線規劃圖中的每個交通燈設置為一個節點，節點總數為n個，計算兩兩交通燈之間的距離，根據距離值構建一個n×n的矩陣N，在矩陣N的基礎上，進行最短路徑求解；

S2、利用激光雷達模塊對周圍環境進行檢測，并根據獲得的數據建立模型；當在小車行駛的前方檢測到障礙物，判斷是否可以一定的轉彎角度行駛通過，如果可以，則通過轉彎繞過；否則進行左右移動避讓；

S3、利用GPS定位結合路線規劃圖中的道路行駛方向圖得到道路正確行駛方向，通過電子羅盤模塊獲得的參數分析得出小車當前車頭所指的方向，將道路正確行駛方向與電子羅盤模塊得到的當前車頭所指的方向之間的角度進行比較得到小車行駛方向修正角度θ₁；

S4、利用攝像頭模塊對道路標志線進行識別，分析得到小車行駛方向修正角度θ₂；

S5、對θ₁和θ₂進行處理，得到不同環境下的最優修正角度θ，將θ發送到工控機，工控機通過PID控制方法對小車車輪進行速度調整，同時工控機將運行位置、狀態、路線發給協調器，協調器進行協調規劃和檢測。

2.根據權利要求1所述的基于多傳感器的室外自動避障AGV導航方法，其特征在于，步驟S1中，若需要訪問的目標只有一個，則利用Floyd算法進行最短路徑的求解；若需要訪問的目標不止一個，則利用模擬退火算法進行最短路徑的求解。

3.根據權利要求1所述的基于多傳感器的室外自動避障AGV導航方法，其特征在于，步驟S2中，

當左邊方向檢測到障礙物時，利用萬向輪使小車向右平移一定的距離；對右邊方向也作同樣處理；

若平移后前方的通道寬度比小車的寬度大，則可以直接前行，若平移后前方的通道寬度比小車的寬度小，則可以繼續平移；假如經過k_z次平移檢測都不能前行則可以停車，發送警示信號。

4.根據權利要求1所述的基于多傳感器的室外自動避障AGV導航方法，其特征在于，在步驟S2中，利用激光雷達模塊對周圍環境進行實時檢測，在小車當前的位置測量出周圍障礙物的方向角度以及相應的距離，根據上述參數勾勒障礙物位置圖，對所得圖像進行二值化處理：

其中，上式中的(i，j)為坐標點，k＝1，2，3為對應三種顏色通道，g_ijk為點對應的RGB值，T1、T2為閾值范圍；

以得到的二值化圖像正中心為原點，建立圖像坐標系，在圖像坐標系中利用LSD算法進行障礙物線段提取，提取方法是：

以尺度s對圖像進行高斯采樣，把圖像縮小一定的比例，再進行梯度計算并排序，建立狀態表并與梯度閾值p比較，大于梯度閾值的像素點進行直線構建，接著進行NFA計算：

NFA＝N_NFA*∑Pⁱ*(1-P)^n-i，i＝k_NFA，k_NFA+1，...n

N_NFA＝(m*n)^2.5

其中，N_NFA為當前m×n大小圖像中直線的數量，k_NFA為矩形主方向在容忍度為一定閾值角度pπ方向內的像素點個數，假如NFA＞∈，∈為容忍度，則認為結果有效，判定這是背景中一部分，否則是合適的障礙物線段；

根據得到的障礙物線段位置，再根據激光雷達模塊在小車的位置得到車子四周邊緣坐標，分別計算邊緣每個坐標點到其同一側障礙物的最短距離，并與障礙物距離小車的安全值D_s比較，D_s根據小車的大小以及速度參數確定，若小于D_s則不能安全通行，否則可以通行。