[發明專利]一種用于AGV小車的短時精確定位的裝置及方法

在審

• 申請號: 201711328091.1
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109916403A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 邵文軍;劉秀峰;黃禹;劉超;李根;章小龍;王輝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 周磊;曹葆青

本發明屬于AGV小車的定位技術領域，并公開了一種用于AGV小車的精確定位裝置及其短時精確定位方法，該裝置包括安裝在AGV小車車輪上的左前輪驅動計數裝置、左側轉向驅動計數裝置、右前輪驅動計數裝置、右側轉向驅動計數裝置和地磁方向傳感器，該方法包括以下步驟：1)將時長T等分為n份；2)判斷小車是進行直線運動還是轉向運動，以獲得相對位移坐標值(ΔPx_i,ΔPy_i)；3)將n次計算出的微分段坐標值累加。本發明通過對AGV小車上布置多個旋轉編碼器和一個地磁方向傳感器，并將這些傳感器的數據進行融合計算，最終計算出AGV小車在短時段內的精確位移信息。

技術領域

本發明屬于AGV小車的定位技術領域，更具體地，涉及一種用于AGV小車的精確定位裝置及方法。

背景技術

AGV(Automated Guided Vehicle)小車是現代化工廠、柔性制造車間、智能化物流、無人倉儲庫及分揀中心的核心設備。

AGV小車的導航方式一般有布置信標的直接坐標引導方式、在路徑上布置金屬線的電磁引導方式、在路徑上布置磁帶的磁帶引導方式、在路徑上布置色帶的光學引導方式和激光雷達(或視覺)SLAM算法構建實時地圖的導航方式等。前4種AGV小車的導航都屬于路徑事前規劃的信標預置類引導方式，該方式存在著改變和擴充路徑復雜、信標鋪設困難、信標維護成本高等問題。激光雷達(或視覺)SLAM算法構建地圖和進行導航定位的方式越來越成為AGV小車的主流導航方式。

SLAM算法構建實時地圖和定位是通過對多傳感器的數據進行融合計算的結果，建圖時需要精確得到AGV小車在短時段(一般在1s至3s)運動的相對位移量。現在常用的短時精確定位的裝置有里程計、陀螺儀和IMU等。上述短時精確定位的裝置及方法在某些方面還是存在著某些不足，如陀螺儀和IMU存在著裝置設備昂貴、易受外界干擾(如在測量過程中有較大的溫度和振動)的缺點。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于AGV小車短時精確定位的裝置及方法，主要通過在AGV小車車架上布置多個旋轉編碼器和一個地磁方向傳感器，并將這些傳感器的數據進行融合計算，最終計算出AGV小車在短時段內的精確位移信息。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種能用于AGV小車的短時精確定位裝置，其特征在于，包括安裝在AGV小車車架上的左前輪驅動計數裝置、左側轉向驅動計數裝置、右前輪驅動計數裝置、右側轉向驅動計數裝置和地磁方向傳感器，其中，

所述左前輪驅動計數裝置包括左前輪驅動電機和左前輪編碼器，所述左前輪驅動電機與左前輪通過聯軸器固定連接，所述左前輪編碼器安裝在所述左前輪驅動電機的電機軸上，以用于獲得所述左前輪累積的轉動角度；

所述左側轉向驅動計數裝置包括左側轉向電機、左側轉向器和左側轉向編碼器，所述左側轉動電機與所述左側轉向器連接，以用于讓左側轉向器帶動AGV小車車架轉向，所述左側轉向編碼器安裝在所述左側轉向器上，以用于獲得所述左側轉向器轉動的角度，進而獲得左前輪轉動的角度；

所述右前輪驅動計數裝置包括右前輪驅動電機和右前輪編碼器，所述右前輪驅動電機與右前輪通過聯軸器固定連接，所述右前輪編碼器安裝在所述右前輪驅動電機的電機軸上，以用于獲得所述右前輪累積的轉動角度；

所述右側轉向驅動計數裝置包括右側轉向電機、右側轉向器和右側轉向編碼器，所述右側轉動電機與所述右側轉向器連接，以用于讓右側轉向器帶動AGV小車車架轉向，所述右側轉向編碼器安裝在所述右側轉向器上，以用于獲得所述右側轉向器轉動的角度，進而獲得右前輪轉動的角度；

所述的地磁方向傳感器固定在AGV小車車架的幾何中心處，以用于測量小車車身朝向。

按照本發明的另一個方面，還提供了所述的短時精確定位裝置進行短時精確定位的方法，其特征在于，包括以下步驟：