[發明專利]一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201910966527.2
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110673610A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 李天童;寧平凡;牛萍娟
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法，其特征在于，所述工廠AGV小車包括移動驅動底盤，支撐外殼，導航控制模塊及電源模塊。其中移動驅動底盤包含移動車輪組(1)、電機控制模塊(2)、舵機及里程計；導航控制模塊包含Raspberry Pi處理器、三軸陀螺儀加速器及紅外激光雷達。所述導航控制模塊通過USB接口與驅動底盤連接。所述路徑規劃方法包括基于紅外激光雷達建立柵格導航地圖，利用改進遺傳算法進行AGV小車的路徑規劃。

2.根據權利要求1所述的一種基于ROS的工廠AGV，其特征在于，所述的移動車輪組(1)由兩個驅動輪和兩個從動輪組成，驅動底盤為矩形形狀，兩個驅動輪對稱分布于底盤兩側前部，從動輪對稱分布于底盤兩側后部。

3.根據權利要求1所述的一種基于ROS的工廠AGV，其特征在于，所述電機控制模塊(2)包含陀螺儀3Axis，加速度計3Axis，磁力計3Axis及兩個電機控制芯片。

4.根據權利要求1所述的一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)系統初始化配置。

(2)根據紅外激光雷達構建柵格地圖

(3)導航控制模塊根據步驟(2)中構建的地圖采用定位算法確定AGV所處在地圖上的位置

(4)在步驟(2)中構建的地圖上設定AGV行駛目標位置

(5)判斷步驟(4)中的目標位置是否可到達

(6)當目標位置可到達時，系統根據路徑規劃算法規劃出一條最短最安全的路徑供AGV行駛至目標位置

(7)當目標位置不可到達時，重復步驟(4)到步驟(6)的方法，知道目標位置可到達

(8)導航控制模塊控制AGV沿著步驟(6)規劃的路徑行駛

(9)系統更新導航地圖上的動態障礙物位置

(10)系統更新步驟(4)設置的目標位置是否改變

(11)重復步驟(5)到步驟(8)直到AGV小車行駛到達設定的目標位置停止。

5.根據權利要求4所述的一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法，其特征在于，步驟(6)所述的路徑規劃算法的具體步驟為：

(1)在柵格地圖上利用Dijkstra路徑規劃算法，規劃出一條最短的初始路徑

(2)在柵格地圖的基礎上，計算每個柵格的碰撞概率，被障礙物占據的柵格碰撞概率置為1，碰撞概率計算公式如下：

式中：P(x，y)為柵格(x，y)碰撞概率；d(N_i)為不同位姿狀態下AGV中心占據柵格N_i到機床邊緣集合{O}的距離；min(d(N_i))為AGV中心占據柵格到機床所有邊緣柵格距離集的最小值。

(3)以全局碰撞概率最小為優化目標，采用遺傳算法對步驟(1)中的初始路徑進行優化

(4)將步驟(3)優化后的路徑返回給導航控制模塊。