[發(fā)明專利]基于激光定位和立體視覺的無人轉(zhuǎn)運叉車及導航方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811237209.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109160452B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永旺;趙曉進;吳易明;于龍飛;王漢晨;張尚玉;張保軍;郭帥亮
• 申請（專利權(quán)）人: 西安中科光電精密工程有限公司
• 主分類號: B66F9/06
• 分類號: B66F9/06;B66F9/075;G05D1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開了一種基于激光定位和立體視覺的無人轉(zhuǎn)運叉車及導航方法，包括設(shè)在叉車本體工作場境中若干個反射靶標和托盤靶標；叉車本體包括設(shè)于其前部的控制機構(gòu)和其后部的多插齒推出器；通過激光雷達和雙目視覺組件掃描反射靶標獲取叉車本體與反射靶標的距離信號，并輸出至工控機處理模塊，工控機處理模塊控制叉車本體行進、避障；通過激光雷達和雙目視覺組件掃描托盤靶標獲取叉車本體與托盤上貨物的距離和位置信息，并輸出至工控機處理模塊，工控機處理模塊控制叉車本體多插齒推出器作業(yè)。本發(fā)明通過激光定位和立體視覺導航，能夠精準探測的導航死角，提高導航準確性，并能夠準確壁障、叉取貨物，從而實現(xiàn)無人駕駛轉(zhuǎn)運取放貨物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于叉車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于激光定位和立體視覺的無人駕駛轉(zhuǎn)運叉車系統(tǒng)及導航壁障方法。

背景技術(shù)

隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，為了降低人力勞動成本，提高工作效率，越來越多的工廠車間、倉庫等地方使用自動叉車進行搬運貨物、裝貨、卸貨等作業(yè)。目前市面上出現(xiàn)多種類型的自動叉車，特別是智能叉車，大部分采用磁軌導航、RFID定位技術(shù)和激光定位技術(shù)進行自主運送貨物，導航性能的穩(wěn)定性和精確性都不高，無法探測的死角導航準確性差。一般情況下，自動叉車都是按照預先設(shè)定的路線搬運貨物，但是應(yīng)對突發(fā)障礙物的處理是急停，還沒有自主繞行功能。對于多插齒的托盤，對叉車的取貨位置及姿態(tài)要求較高，容易發(fā)生插偏、插倒貨物，而無法完成取貨。對于軟包裝貨物，在裝貨環(huán)節(jié)，仍需要借助人工實現(xiàn)托盤和貨物分離以及人工回收托盤，存在需要大量人力、效率低下等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于激光定位和立體視覺的無人駕駛轉(zhuǎn)運叉車及導航方法，本發(fā)明通過激光定位和立體視覺導航，能夠精準探測的導航死角，提高導航準確性，并能夠準確避障、叉取貨物，從而實現(xiàn)無人駕駛轉(zhuǎn)運取放貨物。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種基于激光定位和立體視覺的無人轉(zhuǎn)運叉車，包括叉車本體和設(shè)在叉車本體工作場境中若干個反射靶標和托盤靶標；

所述叉車本體包括設(shè)于其前部的控制機構(gòu)和其后部的多插齒推出器；

所述控制機構(gòu)包括工控機處理模塊和電池，工控機處理模塊分別連接無線通信模塊、車體控制器、激光雷達、雙目視覺組件和工業(yè)三色燈；其中，車體控制器分別連接行走控制伺服系統(tǒng)和轉(zhuǎn)彎控制伺服系統(tǒng)，雙目視覺組件包括雙目相機和MEMS傳感器；

通過激光雷達和雙目視覺組件掃描反射靶標獲取叉車本體與反射靶標的距離信號，并輸出至工控機處理模塊，工控機處理模塊控制叉車本體行進、避障；通過激光雷達和雙目視覺組件掃描托盤靶標獲取叉車本體與托盤上貨物的距離和位置信息，并輸出至工控機處理模塊，工控機處理模塊控制叉車本體多插齒推出器作業(yè)。

優(yōu)選的，所述激光雷達和雙目視覺組件通過桅桿安裝在叉車本體的頂部。

優(yōu)選的，所述反射靶標的位置提前標定好，當激光雷達同時掃描到三個或以上的反射靶標，即可解算出叉車車體的位置及姿態(tài)角信息。

本發(fā)明進而給出了一種基于激光定位和立體視覺的無人轉(zhuǎn)運叉車的導航方法，包括如下步驟：

步驟1，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，在叉車本體工作場景中布置與激光雷達相對應(yīng)的若干反射靶標；

步驟2，叉車本體通過無線通信模塊接收控制中心系統(tǒng)發(fā)送的任務(wù),解析目標位置；

步驟3，在工控機處理模塊中預先標定叉車本體的參數(shù)，雙目視覺組件實時采集工作場景現(xiàn)場圖像，工控機處理模塊根據(jù)激光雷達掃描反射靶標獲取的叉車本體與靶標的距離信號,與預先標定構(gòu)建的3D地圖參數(shù)對叉車本體的位置及姿態(tài)進行解算，進行數(shù)據(jù)融合處理，獲得叉車本體當前的位置；

步驟4，叉車本體根據(jù)目標位置規(guī)劃行進路線；