[發明專利]一種無軌導航AGV的精確定位及停車方法

有效

• 申請號: 201710268309.2
• 申請日: 2017-04-22
• 公開（公告）號: CN106969768B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王斌;劉磊
• 申請（專利權）人: 深圳力子機器人有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01S5/16
• 代理公司: 深圳市徽正知識產權代理有限公司 44405
• 代理人: 李想

本發明實施例提供了一種無軌導航AGV的精確定位及停車方法，所述方法包括：AGV通過激光雷達掃描反射板，獲取反射板上預設位置的坐標；從所述預設位置中選擇用于定位的位置；根據所述選中的位置通過預設的規則計算出AGV當前的位置。本發明的方法是提取三個特殊反射點，實現三點定位，主要借助最小二乘法確定AGV在全局坐標系下的坐標方位，然后通過多象限計算AGV的方向角。也可以通過輪廓檢測，計算出小車相對于反射板的相對位置和方向角，使得AGV可以精準停靠在反射板的指定位置，此種方法在很大程度上彌補了SLAM技術定位精度不足的缺陷，也為無軌導航AGV自動充電提供了可靠的解決方案。

技術領域

本發明涉及無軌導航AGV領域，特別涉及一種無軌導航AGV的精確定位及停車方法。

背景技術

SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)技術，即時定位與地圖構建，由于其重要的理論與應用價值，被很多學者認為是實現真正全自主移動機器人的關鍵。當前掃地機器人、無人駕駛汽車、AGV等自主移動領域都在大規模使用SLAM技術。現代工業運輸體系中，特別是智能工廠貨物搬運領域，無軌導航AGV(Automated Guided Vehicle)扮演著舉足輕重的角色。在無人工廠建設、無人駕駛研究、智能導航技術穩步邁進的今天，無軌導航AGV借助SLAM技術以靈活性更加受廣大企業青睞，但是由于SLAM技術普遍存在誤差較大，在末端定位和停車過程中難以滿足AGV所需的精度，例如AGV在自動進入充電塢過程中，由于SLAM技術定位精度不高會導致無軌導航AGV多次進入充電塢失敗，影響其正常的工作運行。在原有SLAM技術的基礎上，如何解決無軌導航AGV的精確定位與停車就成為當前研究的熱點和亟待解決的問題。當前眾多企業投入大量的人力、物力探尋無軌導航AGV的局部精確定位與停車方案，基于超聲波傳感器、相機技術方案層出不窮，花費巨大但是效果始終難以到達讓人滿意的程度。在大量實驗和測試的基礎上，本發明另辟蹊徑，使用高精度激光雷達,利用激光雷達回波強度值(Echo Amplitude)檢測三角形狀反射板的輪廓，通過挑選特殊反射點，進而確定AGV的位置和方向，彌補SLAM技術在此方面的不足。本發明中主要涉及的技術是基于最小二乘法的位置計算和AGV方向角的計算與篩選，基于本設計思路的實現方法和算法穩定性好、精度高、操作方便，完全可以滿足無軌導航AGV實時的精確定位與精準停車需求，彌補SLAM技術的不足。

目前鑒于SLAM技術的不足，針對AGV導航彌補方式的研究與應用頗多，具有代表性的主要是磁導航、GPS(全球定位系統)、圖像識別導航、慣性導航、光學導航、電磁導航、直接坐標導航、RFID定位導航、激光導航等，實現原理和方法也千差萬別。

慣性導航輔助SLAM技術主要是在AGV上安裝陀螺儀，對無軌導航AGV的偏航角進行控制，在行駛區域的地面上安裝定位塊，AGV通過對陀螺儀偏差信號的計算及地面定位信號的采集來確定自身的位置和方向，從而實現輔助SLAM技術定位。

圖像識別導航是對AGV行駛區域的環境進行圖像識別，實現智能行駛，研究潛力巨大，目前應用比較多的是掃描二維碼導航。可以在精度要求比較高的局部場合配合SLAM導航。

GPS是全球定位系統的簡稱。它是由空間衛星、地面監控和用戶接收等三大部分組成。GPS導航儀的工作原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。當前GPS應用頗為廣泛，無軌導航AGV也受此啟發，在一些場景采用GPS技術與SLAM技術相融合的方式導航。

現有技術的缺點主要包括：

(1)圖像識別等導航方式不夠靈活，對于沒有粘貼二維碼的區域不能進行導航，行走路線頗為受限。類似于電磁導航等方式，路徑難以更改擴展，對復雜路徑的局限較大。