[發(fā)明專利]基于多目視覺和慣導(dǎo)的導(dǎo)引裝置、地標(biāo)布局及導(dǎo)引方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710001270.8
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106774335B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武星;樓佩煌;張穎;張建鵬;錢曉明;金鵬;陳華;何珍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 32237 江蘇圣典律師事務(wù)所
• 代理人: 賀翔

1.一種基于多目視覺和慣導(dǎo)的導(dǎo)引裝置，其特征在于，包括：傾斜向下安裝于車體兩側(cè)的側(cè)向攝像機、垂直向下安裝于車體中心的中心攝像機、安裝于車體底部的射頻讀卡器、安裝于車體頂部的慣性測量單元、安裝于車體前側(cè)的障礙物傳感器、以及與上述各部件的信號輸出端進(jìn)行電連接的導(dǎo)引控制器；

所述側(cè)向攝像機用于識別并測量車體兩側(cè)較遠(yuǎn)位置處的導(dǎo)引標(biāo)線和定位標(biāo)識；

所述中心攝像機用于識別并測量車體正下方位置處的導(dǎo)引標(biāo)線和定位標(biāo)識；

所述射頻讀卡器用于識別導(dǎo)引標(biāo)線上的射頻標(biāo)簽；

所述慣性測量單元用于測量車體運動的角加速度、角速度、線加速度和線速度；

所述障礙物傳感器用于測量障礙物的距離點云數(shù)據(jù)；

所述導(dǎo)引控制器內(nèi)存儲有AGV運行環(huán)境的數(shù)字地圖，通過采集上述各部件的輸出信息，計算AGV的位置和姿態(tài)、障礙物的輪廓和距離、以及AGV導(dǎo)航的運行路徑和定位目標(biāo)點信息；

在AGV運行區(qū)域兩側(cè)邊界布置導(dǎo)引標(biāo)線，所述導(dǎo)引標(biāo)線作為限定AGV運行區(qū)域的邊界線，即AGV只能在兩側(cè)導(dǎo)引標(biāo)線的中間區(qū)域進(jìn)行導(dǎo)航運動；所述導(dǎo)引標(biāo)線還作為描述AGV跟蹤目標(biāo)路徑的指引線，即AGV能夠跟蹤導(dǎo)引標(biāo)線所描述的目標(biāo)路徑進(jìn)行導(dǎo)引運動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目視覺和慣導(dǎo)的導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述側(cè)向攝像機安裝于車體左右兩側(cè)，并與水平地面成一定傾角，其視野下側(cè)邊界與車體側(cè)向邊界平行，且上述兩邊界間的距離S通過改變側(cè)向攝像機的安裝高度和傾角來調(diào)節(jié)；當(dāng)導(dǎo)引標(biāo)線和定位標(biāo)識位于上述視野上側(cè)邊界和下側(cè)邊界之間時，側(cè)向攝像機采集導(dǎo)引標(biāo)線和定位標(biāo)識的有效圖像，并輸出給導(dǎo)引控制器，用于測量車體側(cè)向邊界到導(dǎo)引標(biāo)線的橫向距離偏差e_d1、AGV車體與導(dǎo)引標(biāo)線的姿態(tài)角偏差e_θ、AGV中心相對于定位標(biāo)識的縱向距離偏差e_L。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目視覺和慣導(dǎo)的導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述中心攝像機垂直向下安裝于車體中心，所述射頻讀卡器安裝于車體底部、處于車體縱向中心線上、且位于中心攝像機的前方；所述中心攝像機的視野左側(cè)、右側(cè)邊界與車體側(cè)向邊界平行，所述視野左側(cè)、右側(cè)邊界的視野寬度W_V通過改變中心攝像機的安裝高度來調(diào)節(jié)；當(dāng)導(dǎo)引標(biāo)線和定位標(biāo)識位于上述視野左側(cè)邊界和右側(cè)邊界之間時，中心攝像機采集導(dǎo)引標(biāo)線和定位標(biāo)識的有效圖像，并輸出給導(dǎo)引控制器，用于測量車體中心到導(dǎo)引標(biāo)線的橫向距離偏差e_d2、AGV車體與導(dǎo)引標(biāo)線的姿態(tài)角偏差e_θ、AGV中心相對于定位標(biāo)識的縱向距離偏差e_L；射頻讀卡器讀取導(dǎo)引標(biāo)線上射頻標(biāo)簽內(nèi)的編碼信息，并輸出給導(dǎo)引控制器，用于計算AGV位于電子地圖上的全局位置和絕對姿態(tài)角

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目視覺和慣導(dǎo)的導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述慣性測量單元固定安裝于車體頂部，隨AGV共同運動時測量車體運動的角加速度α、角速度ω、線加速度a和線速度v，并輸出給導(dǎo)引控制器，用于估算車體相對于上一個全局位置的當(dāng)前全局位置相對于上一個絕對姿態(tài)角的當(dāng)前絕對姿態(tài)角

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目視覺和慣導(dǎo)的導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述障礙物傳感器安裝于車體前側(cè)，測量AGV前進(jìn)方向上障礙物的距離點云數(shù)據(jù)，并輸出給導(dǎo)引控制器，用于計算障礙物輪廓相對于AGV的徑向距離和方位角再根據(jù)側(cè)向攝像機測量的車體側(cè)向邊界到導(dǎo)引標(biāo)線的橫向距離偏差e_d1，計算障礙物輪廓邊界與兩側(cè)導(dǎo)引標(biāo)線之間的通行區(qū)域?qū)挾菳_P。