[發明專利]一種AGV陀螺儀導航傳感器交互式漂移補償方法及裝置

在審

• 申請號: 201811452308.4
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111256686A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 張雷;劉帥;史曉斌;曹智荀
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種AGV陀螺儀導航傳感器交互式漂移補償方法及裝置，包括：三軸加速度計傳感器單元，用于生成X、Y、Z三個矢量方向的加速度數據送至數據采集單元；數據采集單元，用來采集三軸加速度數據和陀螺儀傳感器角速度、溫度數據；數據處理單元，用于對采集的加速度數據進行濾波分析，判斷AGV車體是否處于靜止狀態，執行漂移補償數值計算并將漂移補償值送至漂移補償執行單元；漂移補償執行單元，用于更新漂移補償值并發送至陀螺儀傳感器。本發明通過采取漂移補償裝置進行實時漂移補償與上位機漂移補償指令補償兩種方式結合的補償方式，能夠在AGV運行過程中給予陀螺儀傳感器實時的，交互式的漂移補償，最大限度的糾正偏移誤差，提高陀螺儀設備的導航精度。

技術領域

本發明屬于AGV陀螺儀導航領域。

背景技術

陀螺儀導航是AGV領域中近年來新興的導航技術，陀螺儀導航是AGV導航中不易受到干擾的自主式導航系統。AGV車體通過陀螺儀傳感器測量載體在慣性參考系的角速度，從而獲得車體航偏角和位置等數據，適用于智能倉儲物流、車間移動裝配等各種復雜地理環境和外界干擾下的精確定向和定位。

但是由于陀螺儀傳感器硬件特性限制，陀螺儀傳感器芯片受外界環境，尤其是溫度的影響較大，導致其輸出精度下降，最終導致AGV運行穩定性下降。針對這種情況，陀螺儀廠商普遍采取溫度標定方法對陀螺儀傳感器進行溫度漂移補償，可以在一定程度上彌補陀螺儀對溫度敏感所帶來的漂移。但這種方法的局限性在于，溫度標定是根據歷史數據擬合標定的一組數據，在實際應用中仍受AGV運行環境的各種因素影響，如溫度變化速率、振動、電場磁場、濕度、氣壓等，而陀螺儀傳感器無法實時調整漂移補償量，使得AGV在長時間、環境復雜情況下的導航精度和穩定性無法得到有效保證。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種AGV陀螺儀導航傳感器交互式漂移補償方法及裝置，相較現有技術，在AGV運行過程中以多種方式與陀螺儀導航傳感器進行實時的，交互式的漂移補償，最大限度的糾正偏移誤差，提高AGV陀螺儀導航設備的導航精度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種AGV陀螺儀導航傳感器交互式漂移補償裝置，包括：

三軸加速度計傳感器單元，用于生成加速度數據送至數據采集單元；

數據采集單元，用來采集三軸加速度數據和陀螺儀傳感器角速度、溫度數據；

數據處理單元，用于對采集的加速度數據進行濾波分析，判斷AGV車體是否處于靜止狀態，執行漂移補償數值計算并將漂移補償值送至漂移補償執行單元；

漂移補償執行單元，用于更新漂移補償值并發送至陀螺儀傳感器。

所述數據采集單元通過SPI總線連接三軸加速度計傳感器單元，在AGV上電啟動后實時采集三軸加速度數據、陀螺儀角速度、溫度數據。

所述數據處理單元含有計數器，用于累加或清零。

一種AGV陀螺儀導航傳感器交互式漂移補償方法，包括以下步驟：

在AGV和陀螺儀傳感器上電啟動后，上位機控制陀螺儀傳感器進行AGV運行前的第一次漂移補償，補償時間為若干秒；

在AGV運行過程中，漂移補償裝置通過實時采集三軸加速度計傳感器單元數據，處理并判斷當前AGV運行狀態；當AGV車體處于靜止狀態時間達到設定時間時，則漂移補償裝置對陀螺儀導航傳感器進行一次漂移補償；

在AGV運行時，上位機根據AGV運行情況向陀螺儀傳感器發送漂移指令，陀螺儀傳感器進行漂移補償。

所述上位機控制陀螺儀傳感器進行AGV運行前的第一次漂移補償，包括以下步驟：

上位機向陀螺儀傳感器發送漂移補償開始指令，此時數據采集單元以設定頻率采集陀螺儀傳感器輸出的角速度數據并計數；