[發明專利]一種基于航位推算的激光導引AGV自動建圖和路徑匹配方法

有效

• 申請號: 201910110998.3
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN109885049B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 許鴻飛;夏繼強;耿春明;邢春香;李興;潘越
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達

1.一種基于航位推算的激光導引AGV自動建圖和路徑匹配方法，其特征在于，包括：

建立AGV工作區域的世界坐標系以及AGV的車體坐標系；

通過激光雷達采集附近激光反射物在所述車體坐標系下的第一距離信息和第一角度信息；

根據AGV位姿推測模型預測下一時刻的AGV位姿，進而獲得下一時刻激光反射物的第二距離信息和第二角度信息；其中，所述根據AGV位姿推測模型預測下一時刻的AGV位姿，進而獲得下一時刻激光反射物的第二距離信息和第二角度信息，包括：

構建世界坐標系下所述反射物的距離信息和角度信息隨車體位姿的變換關系；

獲得當前時刻所述AGV在世界坐標系下的坐標和車體航向角；

根據所述下一時刻的AGV位姿、所述變換關系以及所述當前時刻AGV在世界坐標系下的坐標和車體航向角，獲得所述第二距離信息和所述第二角度信息；

所述位姿推測模型包括：

其中，所述W(k+1)為AGV在K+1時刻的位姿，所述Xp(k)和Yp(k)分別為AGV在初始位置的x坐標和y坐標；所述ψ(k)為AGV初始角度，所述Δx(k)、Δy(k)、Δψ(k)分別為x坐標變化量、y坐標變化量以及角度變化量，Vl(k)、Vr(k)分別為AGV左右輪控制量，Δt為時刻k到時刻k+1的時間間隔，B為AGV左右輪的軸距；

AVG移動到下一位置，通過激光雷達采集該時刻激光反射物在所述車體坐標系下的第三距離信息和第三角度信息；

分別將所述第三距離信息和所述第二距離信息以及所述第三角度信息和所述第二角度信息進行對比，根據對比結果完成AGV的自動建圖和路徑匹配；

其中，所述分別將所述第三距離信息和所述第二距離信息以及所述第三角度信息和所述第二角度信息進行對比，根據對比結果完成AGV的自動建圖，包括：

將所述第三距離信息和所述第二距離信息以及所述第三角度信息和所述第二角度信息進行對比；

若對應的距離信息或對應的角度信息的兩個差值中，至少有一個所述差值大于等于預先設定閾值，則認為發現新的激光反射物；

待所有激光反射物匹配成功后，將所述新的激光反射物在世界坐標系下的位置坐標更新入激光反射物地圖列表；

在AGV的行進過程中重復上述過程，從而完成AGV的自動建圖；

其中，所述分別將所述第三距離信息和所述第二距離信息以及所述第三角度信息和所述第二角度信息進行對比，根據對比結果完成AGV的路徑匹配，包括：

將所述第三距離信息和所述第二距離信息以及所述第三角度信息和所述第二角度信息進行對比；

若對應的距離信息及角度信息的差值均小于設定閾值，則認為是同一激光反射物；

待所有激光反射物匹配成功后，將當前各激光反射物的實際距離信息及角度信息更新至激光反射物實際信息列表；

在AGV的行進過程中重復上述過程，從而完成AGV的路徑匹配；其中，在所述分別將所述第三距離信息和所述第二距離信息以及所述第三角度信息和所述第二角度信息進行對比前，還包括：

建立所述世界坐標系與所述車體坐標系之間的變換關系；

根據所述變換關系將所述第一距離信息以及第一角度信息變換到所述世界坐標系下；其中，

所述第一距離信息經過所述變換關系的變換后，獲得對應激光反射物在世界坐標系下的位置坐標；

其中，在所述分別將所述第三距離信息和所述第二距離信息以及所述第三角度信息和所述第二角度信息進行對比前，還包括：

將獲得的在所述車體坐標系下的第一距離信息和第一角度信息按掃描順序存入激光反射物實際信息列表中；

將獲得的所述激光反射物在世界坐標系下的位置坐標按掃描順序存入激光反射物地圖列表；

將通過所述AGV位姿推測模型獲得的下一時刻激光反射物的第二距離信息和第二角度信息存入激光反射物的期望信息列表；

其中，所述激光反射物包括：激光反射板或激光反射柱。

2.根據權利要求1所述的激光導引AGV自動建圖和路徑匹配方法，其特征在于，在通過激光雷達采集附近激光反射物在所述車體坐標系下的第一距離信息和第一角度信息前，還包括：

在AGV場地中布置多個非對稱激光反射物，用于輔助AGV定位從而規劃AGV的行駛路徑；其中，

所述激光反射物包括：激光反射板或激光反射柱。

3.根據權利要求1所述的激光導引AGV自動建圖和路徑匹配方法，其特征在于，

所述通過激光雷達采集附近激光反射物在所述車體坐標系下的第一距離信息和第一角度信息均為所述車體坐標系下的坐標；

所述根據AGV位姿推測模型預測下一時刻的AGV位姿，進而獲得下一時刻激光反射物的第二距離信息和第二角度信息均為所述世界坐標系下的坐標。