[發明專利]基于二維碼導引與可見光定位的室內AGV導航方法及系統

在審

• 申請號: 201711340374.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107943051A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 吳玉香;冼穎憲
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 李斌

1.基于二維碼導引與可見光定位的室內AGV導航方法，其特征在于，包括：

步驟一，在室內天花板安裝多個傳送特定光信息的LED，在AGV的移動路徑節點的地板上貼上二維碼標簽，其中每一個二維碼標簽所提示的方向必須指向下一個二維碼標簽；

步驟二，建立室內空間坐標系(x,y)，系統在起點處利用可見光通信定位技術記錄當前的位置坐標及AGV正對方向，應用二維碼識別技術分析用底部高速攝像頭獲取的起點處的二維碼標簽圖像，判斷出下一個二維碼標簽的所在方向，根據獲取的方向規劃一條直線路徑；

步驟三，AGV沿著路徑行走，系統利用可見光通信定位判斷AGV的位置狀態是否偏離路徑，并針對偏離情況調整控制輸入使其回到路徑上，不斷追蹤路徑直至找到下一個二維碼標簽；對底部高速攝像頭新獲取到的二維碼標簽分析判斷，獲取下一步移動方向和當前位置坐標，規劃出新的直線路徑；

步驟四，重復步驟三的操作，直至AGV移動到終點所在的二維碼標簽上。

2.根據權利要求1所述的室內AGV導航方法，其特征在于，所述步驟一中的二維碼標簽每個標簽含有4個不同的QR二維碼。

3.根據權利要求1所述的室內AGV導航方法，其特征在于，所述步驟二、步驟三中采用的可見光通信定位技術，采用LED作為可見光信號發射器，所使用的LED控制信號為時分復用的時隙方波信號，其占空比由LED的個數決定，可以使不同的LED在不同的時刻發送光信號，以相互區分。

4.根據權利要求1所述的室內AGV導航方法，其特征在于，所述步驟二、步驟三中采用的可見光通信定位技術是通過RSS三角定位算法獲取AGV所在的位置信息。

5.根據權利要求4所述的室內AGV導航方法，其特征在于，通過RSS三角定位算法獲取AGV所在的位置信息具體為：

求出LED發出的光到可見光接收器的信道增益為：

其中，是各個LED與可見光接收器之間的輻射角度，d表示各個LED和可見光接收器之間的距離，A表示可見光接收器的有效面積，θ表示各個LED發出的光射到可見光接收器接受面時的角度；變量表示各個LED的半功率角；

LED發出的光信號在傳輸過程中會出現損耗，各個LED發射到達可見光接收器的光強度P為各個LED的發光功率與信道增益的乘積：

其中P₀為提前測量得到的各個LED發光功率，h表示可見光接收器與各個LED的垂直距離；則各個LED與AGV上可見光接收器的距離為：

d=P0P((m+1)Ah(m+1)2π)(m+3)---(0.3)]]>

則各個LED與AGV上可見光接收器在水平面上投影的距離為：

r=d2-h2---(0.4)]]>

若有3個LED，3個LED與AGV上可見光接收器在水平面上投影的距離可分別標記為r_A、r_B、r_C；然后通過RSS三角定位算法獲取AGV所在的位置(x,y)：以三個LED在水平面上的投影中心如(x_A,y_A)、(x_B,y_B)、(x_C,y_C)為圓心，建立三圓相交的關系式：

(x-xA)2+(y-yA)2=rA2(x-xB)2+(y-yB)2=rB2(x-xC)2+(y-yC)2=rC2---(0.5)]]>

由此可得AGV所在的位置(x,y)。