[發明專利]一種基于磁帶導引AGV的多傳感器信息融合定位方法

有效

• 申請號: 201711083914.9
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN108107883B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 林葉貴;邢科新;張文安
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于磁帶導引AGV的多傳感器信息融合定位方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1)建立磁帶導引AGV自動導引的循跡誤差模型，根據AGV小車與導引路徑的位置關系，對AGV循跡誤差系統的偏差角度和橫向偏差距離進行分析，記e_θ為AGV小車行進方向相對于磁帶中心線的偏差角度，e_d為AGV質心相對于磁帶中心線的橫向偏差距離，磁帶導引AGV的循跡誤差系統表示為：

在AGV正常尋線運行的情況下，車體運行方向與磁帶中心線的夾角始終保持小角度，因此，式(1)改寫為：

其中，w(t)為AGV移動角速度，v_c(t)為AGV質心移動線速度；

將式(2)改寫成離散形式如下：

即

其中，T為系統采樣時間，采樣計數k∈N；

步驟2)確定AGV小車質心位置與磁導引傳感器的安裝位置，記磁導引傳感器中心點與質心之間的距離為L；

步驟3)確定磁帶導引路徑以及特殊磁帶信號的鋪設方式；

步驟4)令AGV的系統狀態變量x_k＝[e_θ(k) e_d(k)]^T，控制輸入量u_k＝Δv，Δv為AGV左右驅動輪的速度差，則采用卡爾曼濾波對AGV左右驅動輪編碼器的里程計信息和橫向偏差距離信息進行融合，系統狀態方程為：

x_k＝Fx_k-1+Bu_k (5)

其中，D為左右驅動輪輪距，F為作用在x_k-1上的狀態變換矩陣，B為作用在系統控制變量u_k上的輸入控制變換矩陣；

步驟5)由磁導引傳感器和左右驅動輪的里程計信息提取的偏差數據作為濾波器的觀測值，則得到系統的狀態觀測方程：

z_k＝Hx_k (8)

其中，分別為帶有噪聲的實際觀測值；

步驟6)由左右驅動輪的里程計信息得到AGV沿磁帶循跡移動的距離表示為：

其中，Δs_l,Δs_r分別為左右驅動輪的轉動距離；

步驟7)在不同形式導引路徑轉換的節點處鋪設橫向磁帶，以區別導引磁帶路徑，來修正AGV行進過程中里程計的累計誤差。

2.如權利要求1所述的一種基于磁帶導引AGV的多傳感器信息融合定位方法，其特征在于：所述步驟2)中，磁導引傳感器安裝在位于AGV小車行進方向的前端，磁導引傳感器的數據值為傳感器中心點偏離磁帶中心線的距離值。

3.如權利要求1或2所述的一種基于磁帶導引AGV的多傳感器信息融合定位方法，其特征在于：所述步驟3)中，磁帶導引路徑的鋪設方式采用直線和一定曲率的圓周形式，直線路徑引導AGV小車進行距離，圓周路徑引導AGV小車的方向轉變。

4.如權利要求1或2所述的一種基于磁帶導引AGV的多傳感器信息融合定位方法，其特征在于：所述步驟3)中，特殊磁帶信號采取垂直于導引路徑的鋪設方式，即在直線與圓周導引磁帶的轉換點處，導引磁帶的左邊或右邊鋪設垂直磁帶，以區別磁導引傳感器導引時的信號值。