[發明專利]AGV小車的定位方法及定位系統

在審

• 申請號: 201910030711.6
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109579838A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 羅世彬;劉海橋;胡茂青;孫方德;王鈺婕
• 申請（專利權）人: 湖南海迅自動化技術有限公司
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18;G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種AGV小車的定位方法，包括如下步驟：系統啟動、前端采集、數據同步、姿態解算、數據融合、判定AGV小車速度、零速修正。本發明還提供一種AGV小車的定位系統。本發明解決了AGV的高精度定位問題；采用視覺與慣性導航融合的方式來對慣性導航和視覺的誤差進行互相修正，來提高定位的精度，采用零速修正的方式來對累計誤差進行消除，達到高精度定位的目的。

技術領域

本發明屬于定位系統技術領域，涉及一種AGV小車的定位方法及定位系統。

背景技術

AGV小車在室內進行自主導航、智能搬運，需要準確的位置信息和障礙物的信息。為了解決這個問題，現有的方案包括有：磁條導航、二維碼導航、視覺導航、慣性導航等。磁條導航、二維碼導航的主要缺點為：容易被碾壓或者腐蝕而被損壞，不容易維護；視覺導航：在室內光線較暗，變化較大，導致采集的圖像數據質量較差，影響導航；慣性導航：采用航跡推演的方式進行姿態解算，具有較大累計誤差。

(1)磁條、二維碼類導航方案：在室內空間當中，特別是機器人、AGV小車運動的過程當中，容易將磁條和二維碼進行碾壓，導致損壞從而導致無法進行導航，這就要求這里定位方式具有較好的維護，從而帶來較高的維護成本。并且磁條導航還需要要求小車在磁條上進行運動，對運動進行了限制，不利于完全自主式的導航方式。

(2)傳統的視覺慣導融合的方案：這種方案對場景具有一定的要求，需要曾在閉環情況下定位精度才會得到提升，在沒有閉環信息的情況下，無法進行全局后端優化，無法消除累計誤差，使得精度下降。

(3)傳統的視覺導航方案：視覺導航在室內環境下，容易受到環境的影響，如：光線、粉塵等，在光線不穩定下，所找到的特征點和特征點數將會不一樣，導致整個導航系統的魯棒性降低；而且視覺導航比較依賴于閉環修正，需要在一個有閉環的環境下進行導航，因此對場景具有一定的限制。

(4)傳統慣性導航中的零速修正方案:慣性導航的不足在于容易發散，不適合應用于長時間的導航，累計誤差較大，加入零速修正后的慣性導航，雖能夠在一定程度上起到消除累計誤差的作用，但仍然曾在停車較頻繁，停車時間較長的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種AGV小車的定位方法，解決了AGV的高精度定位問題；采用視覺與慣性導航融合的方式來對慣性導航和視覺的誤差進行互相修正，來提高定位的精度，采用零速修正的方式來對累計誤差進行消除，達到高精度定位的目的。

本發明的技術方案為：

本發明提供一種AGV小車的定位方法，包括如下步驟：

(1)系統啟動；

(2)前端采集：工業相機采集圖像數據，IMU采集數據信息，并將圖形數據和IMU數據輸入導航計算機；

(3)數據同步：在圖像數據傳輸進導航計算機后，通過一個標志位，將圖像信息傳輸給IMU，將圖像數據與IMU數據進行同步；

(4)姿態解算；視覺姿態解算和IMU姿態計算；

(6)數據融合：將IMU姿態解算后的結果作為運動量，構建運動方程，將視覺解算出來的姿態信息作為觀測量，來構建觀測方程，構建Kalman濾波方程，進行數據融合，得到最優結果；

(7)判定AGV小車速度：根據判定方法，判定AGV小車處于絕對零速的時候，進入步驟(8)；反之，得到導航相關的定位信息，導航結束；

(8)零速修正：構建速度誤差方程，運用Kalman濾波，對姿態信息進行修正，并將修正后的狀態進行零速更新，達到消除累計誤差的目的，導航結束。

優選的，所述步驟(2)中，工業相機將采集的圖像數據通過USB端口傳輸進入導航計算機，IMU通過串口，并運用串口轉換成USB端口，將IMU數據傳輸進入導航計算機；