[發(fā)明專利]一種多激光掃描器的激光導引AGV導航定位方法及裝置

在審

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• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106774334A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 田華亭;楊文華;李元勇;董海英;楊保龍;聶穩(wěn);楊進;王宇軒;李兵;陳俊梅;羅蒙;時呂
• 申請（專利權）人: 云南昆船智能裝備有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;B60R11/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發(fā)明涉及激光導航定位領域，屬于自動導引運輸車(AGV)在采用激光導航定位時所涉及的導航定位方法領域，具體為一種多激光掃描器的激光導引AGV導航定位方法及裝置。

背景技術

激光導引AGV(Automated Guided Vehicle)廣泛應用于工業(yè)、軍事、煙草、智能停車庫中的自動化搬運系統(tǒng)中，它是通過激光掃描掃描器并結合導航定位算法實現對AGV的定位。激光掃描器以設定的掃描頻率和分辨率連續(xù)發(fā)射激光束到周圍環(huán)境，并接受物體反射回的激光束，依據光的飛行時間計算出激光器到物體的距離，并將數據輸出到AGV的車載控制計算機，AGV的車載控制計算機通過導航定位算法實時計算出AGV的位姿(x，y，theta)。目前激光導引AGV均采用單一的激光掃描器，并將激光掃描器通過高高的支柱安裝于AGV的最高處，使激光掃描器處于距地面約2m高的位置，可避免行人、物體和AGV本身對激光器的遮擋，但是這限制了激光導引AGV在高度空間受限場合中的應用。對需要鉆入托盤或運載貨物下面的潛入式AGV、無激光器安裝支柱的扁平化AGV或高度受限的AGV中，激光掃描器需安裝在AGV的前后端面或左右側面，這將受到AGV本身的遮擋，影響激光雷達的視野范圍，這嚴重制約了激光導引AGV朝著扁平化、潛入式結構方式的發(fā)展，約束了激光導引AGV在高度受限場合的應用。

發(fā)明內容

針對上述現有技術中存在的問題和不足，本發(fā)明旨在提供一種多激光掃描器的激光導引AGV導航定位方法及裝置，通過在AGV的前后端面或側面安裝多個激光掃描器擴大視野，通過將多個掃描器的數據進行融合，從而完成對AGV位姿的實時計算，解決了激光掃描器因安裝高度或障礙物等受限進行導航的場合的應用的問題，使得AGV導航定位能夠用于扁平化、潛入式結構應用領域，本發(fā)明的算法實時性強、易于實現工程應用，具有穩(wěn)定和精準的導航定位能力。

具體的，本發(fā)明是這樣實現的：一種多激光掃描器的激光導引AGV導航定位方法，包括步驟：

S01：AGV車體上安裝有兩個激光掃描器，兩個激光掃描器分別對掃描區(qū)域A1和掃描區(qū)域A2的原始激光掃描數據進行采集，并對采集數據進行濾波及數據預處理；

S02：對S01中濾波和數據預處理后的數據進行特征提取，獲取激光掃描數據的特征數據；

S03：對S02中獲取的特征數據提取點、直線段或圓弧中的一種或幾種特征數據，并對所提取點、直線段或圓弧特征數據分別進行關聯(lián)匹配，獲得關聯(lián)匹配數據；

S04：從AGV車體上的控制器中獲取行車數據；

S05：對激光掃描數據進行數據融合，所述數據融合是根據關聯(lián)匹配數據和行車數據對多個激光掃描器的數據進行疊加、拼接的融合運算處理，數據融合運算處理后獲得一組融合數據；

S06：判斷AGV車載控制器中是否存有已建立的電子地圖：若電子地圖已建立則進入步驟S08導航模式，否則進入步驟S07建圖模式；

S07：所述建圖模式，是根據步驟S05中獲取的融合數據建立AGV對環(huán)境特征的電子地圖，并保存在AGV車載控制器，然后進入步驟S08；

S08：導航模式，AGV車載控制器進行實時計算AGV的位置和姿態(tài)數據，同時探測AGV前進方向的障礙物，并將計算結果和障礙檢測結果發(fā)送給AGV車載控制器，完成對AGV的導航。

進一步的，步驟S02中所述特征數據包括自然輪廓特征數據或人工地標特征數據或兩者的混合數據。

進一步的，所述自然輪廓特征數據包括特征點數據、直線段數據、圓弧數據；所述人工地標包括平面或圓柱形反射膠貼；

進一步的，步驟S04中所述的行車數據指：行走編碼器數據、轉向編碼器數據、陀螺儀數據。

進一步的，步驟S05中所述融合運算處理的處理過程由“昆船AGV激光導航算法V1.0”進行數據融合運算處理。

一種多激光掃描器的激光導引AGV導航定位裝置，包括AGV車體、置于AGV車體上的車載控制器，驅動AGV車體移動的驅動裝置，其特征在于于AGV車體上安裝有至少兩個激光掃描器：AGV車體前端安裝有第一激光掃描器，第一激光掃描器的掃描區(qū)域A1，于AGV車體后端安裝有第二激光掃描器，第二激光掃描器的掃描區(qū)域A2。

進一步的，所述第一激光掃描器和第二激光掃描器可分別安裝于AGV車體的正前端和正后端，二者沿AGV車體中線安裝布置，且二者均安裝于同一安裝平面A上。