[發(fā)明專利]一種基于視覺傳感器的重型導(dǎo)引車定位方法及重型導(dǎo)引車

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811245354.7
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN109189076B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余佳;嚴(yán)東;涂志杰;王力波;丁飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北三江航天萬山特種車輛有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;B60G17/019;B60L50/50
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 王秀麗

本發(fā)明公開了一種基于視覺傳感器的重型導(dǎo)引車定位方法及重型導(dǎo)引車，通過在車輛中心線前后分別安裝一套視覺傳感器，利用視覺傳感器掃描并解析位于地面的二維碼地標(biāo)；根據(jù)視覺傳感器所采集到的二維碼地標(biāo)信息計(jì)算出車輛的實(shí)時(shí)位姿和目標(biāo)位姿的偏差，并根據(jù)計(jì)算出的車輛的實(shí)時(shí)位姿和目標(biāo)位姿的偏差自動(dòng)控制車輛動(dòng)作；從而實(shí)現(xiàn)了車輛的自動(dòng)導(dǎo)引功能。其中所用的視覺傳感器帶有自動(dòng)變焦鏡頭，其檢測(cè)距離能夠根據(jù)車輛升降情況自動(dòng)對(duì)焦，自適應(yīng)檢測(cè)算法可滿足車輛自動(dòng)升降作業(yè)需求；且該視覺傳感器帶有微控制器并集成算法，能夠?qū)崟r(shí)掃描并解析二維碼地標(biāo)所攜帶的相應(yīng)信息；可適應(yīng)室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境的應(yīng)用需求，滿足大型車輛高速及低速運(yùn)行需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重型AGV(Automated Guided Vehicle，自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于視覺傳感器的重型導(dǎo)引車定位方法及重型導(dǎo)引車。

背景技術(shù)

隨著智能化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，重載運(yùn)輸領(lǐng)域自動(dòng)導(dǎo)引的需求越來越多。如船廠、變壓器廠、鋼廠等，尤其是工業(yè)制造自動(dòng)化程度較高的行業(yè)，對(duì)大型構(gòu)件自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)的需求更為迫切。在自動(dòng)導(dǎo)引車行業(yè)，導(dǎo)引定位方法大多適用于小型AGV。如常見的色帶、二維碼傳感器，此類引導(dǎo)定位方法檢測(cè)范圍小，檢測(cè)距離短，不適合具有升降功能的重型導(dǎo)引車。目前應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)化碼頭重載AGV導(dǎo)引系統(tǒng)為磁釘導(dǎo)引方式，但這種引導(dǎo)方式檢測(cè)距離較短，需要對(duì)路面改造，工藝復(fù)雜成本高，GPS導(dǎo)引精度不高，不適合室內(nèi)運(yùn)輸。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種適用于具有升降功能及多模式轉(zhuǎn)向功能重型導(dǎo)引車的基于視覺傳感器的重型導(dǎo)引車定位方法，該重型導(dǎo)引車定位方法包括以下步驟：

通過分別安裝于重型導(dǎo)引車中心線頭尾的兩個(gè)視覺傳感器，實(shí)時(shí)掃描并解析重型導(dǎo)引車前后視野范圍內(nèi)的二維碼地標(biāo)的位置信息和預(yù)設(shè)信息；所述二維碼地標(biāo)的預(yù)設(shè)信息包括該二維碼地標(biāo)的編號(hào)，所述位置信息包括該二維碼地標(biāo)的像素位置信息、偏角信息以及最小單位像素信息；

其中，所述二維碼地標(biāo)的像素位置信息為該二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)位于正在掃描該二維碼地標(biāo)的當(dāng)前視覺傳感器所對(duì)應(yīng)的視野坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)，用像素表示；所述偏角信息為該二維碼地標(biāo)相對(duì)于所述視野坐標(biāo)系的偏角；所述最小單位像素信息為該二維碼地標(biāo)的最小單位在所述當(dāng)前視覺傳感器的視野范圍內(nèi)的像素值；

由視覺傳感器所采集到的當(dāng)前二維碼地標(biāo)的最小單位像素a、所述當(dāng)前二維碼的最小單位邊長(zhǎng)信息b以及該視覺傳感器的像素分辨率c，根據(jù)該視覺傳感器成像的線性關(guān)系，計(jì)算出該視覺傳感器的視野大小d＝c*b/a；

然后根據(jù)所述當(dāng)前二維碼地標(biāo)的像素位置信息，由該視覺傳感器的像素分辨率及視野大小成像比例關(guān)系，計(jì)算出所述當(dāng)前二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)在該視覺傳感器所對(duì)應(yīng)的視野坐標(biāo)系中的坐標(biāo)P；

由該視覺傳感器的安裝位置和所述當(dāng)前二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)在該視覺傳感器所對(duì)應(yīng)的視野坐標(biāo)系中的坐標(biāo)P，根據(jù)坐標(biāo)系平移旋轉(zhuǎn)公式計(jì)算出所述當(dāng)前二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)在車輛坐標(biāo)系中的坐標(biāo)^VP；并根據(jù)所述當(dāng)前二維碼地標(biāo)的預(yù)設(shè)信息計(jì)算出所述當(dāng)前二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)在大地坐標(biāo)系中的坐標(biāo)^GP；

由所述當(dāng)前二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)^VP、坐標(biāo)^GP以及所述車輛坐標(biāo)系與所述大地坐標(biāo)系的偏差，根據(jù)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)與平移變換方法，求得所述車輛坐標(biāo)系與所述大地坐標(biāo)系的位置偏差,即車輛實(shí)時(shí)位置與目標(biāo)位置的偏差；

由前后視覺傳感器各自所解析到的前后二維碼地標(biāo)的位置信息和預(yù)設(shè)信息分別計(jì)算出前后二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)在相應(yīng)視野坐標(biāo)系中的坐標(biāo)和前后二維碼地標(biāo)的中心點(diǎn)在大地坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，然后根據(jù)坐標(biāo)變換方法得到前后視覺傳感器各自對(duì)應(yīng)的視野坐標(biāo)系的原點(diǎn)在所述大地坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；繼而求得所述車輛坐標(biāo)系與所述大地坐標(biāo)系的姿態(tài)偏差，即車輛實(shí)時(shí)姿態(tài)與目標(biāo)姿態(tài)的偏差；