[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

本發明公開了一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法。所述工廠AGV小車包括驅動底盤、支撐外殼、導航控制模塊及電源模塊。其中驅動底盤包含有電機控制模塊、舵機、里程計和導向支撐車輪組；導航控制模塊包括裝載ROS系統的Raspberry Pi處理器、三軸陀螺儀加速器和紅外激光雷達。所述路徑規劃方法包括：AGV小車通過紅外傳感器獲取環境信息建立柵格導航地圖，設置AGV小車行駛目標位置點，導航控制模塊根據建立的導航地圖進行路徑規劃，控制模塊采用實時更新方式躲避突然出現的動態障礙物。

技術領域

本發明涉及一種工廠AGV的路徑規劃方法，具體涉及一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法。

背景技術

現代科技發展迅速，人力勞動逐漸被自動化機械所代替，隨著我國科技水平的提升，傳統加工制造工廠逐漸向著智能化和無人化發展，工廠內原料和成品的運輸工程從人力搬運變為助力車，再從助力車發展到現在的AGV智能運輸車。AGV智能車的應用將大大提高制造工廠的工作效率，也能滿足工廠柔性加工制造的需求。制造工廠的工作環境越復雜，對工廠內的安全要求也就越高，尤其是新興的智能無人工廠，發生安全事故的后果是不可想象的。在這種復雜的工作環境中，AGV小車的路徑規劃問題需要考慮AGV的實際大小和尺寸，生成路徑的安全性要求比路徑最短更重要。

現有的路徑規劃技術在滿足路徑距離最短方面相當出色，可以保證所規劃的路徑在總距離上最短，耗時最少；但是在路徑的安全性方面卻不能保證，規劃的路徑可能會與工廠中的大型設備發生碰撞，造成經濟損失。本發明設計的路徑規劃方法，在保證路徑最短的基礎上進一步優化路徑的安全性，從而可以規劃出一條既保證最短又能保證安全的路徑。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供了一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法，使得工廠AGV能夠平緩行駛到地圖上設定的目標位置，并保證路徑最短且路徑最安全，不會發生碰撞危險。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

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。

上述所述的移動車輪組(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。

上述所述電機控制模塊(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。

上述所述的一種基于ROS的工廠AGV路徑規劃方法，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