[發明專利]一種基于視覺導航的智能無人叉車系統及方法

在審

• 申請號: 201911009779.2
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110597272A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 吳杰勝;陸奎;趙威;董濤;劉舜;吳佳昌
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 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

本發明涉及一種基于視覺導航的智能無人叉車系統及方法，包括叉車主體、輸入模塊、輸出模塊和行車計算機，輸入模塊和輸出模塊均與行車計算機相連，并一起安裝在叉車的車身主體上；所述輸入模塊包括拉繩式測距儀、電子羅盤、攝像頭、紅外線傳感器、壓力傳感器、激光測距儀；所述輸出模塊包括arduino微控制模塊、步進電機驅動器、模擬量輸入輸出模塊、16路開關量控制模塊、警報器、wifi傳輸模塊、云服務數據處理中心；本發明由這些模塊相互結合共同形成一個智能無人叉車系統，能夠實現實現無人叉車的無人運動、運動糾偏、視覺導航、貨物叉取、障礙物檢測的一體化無人操作，能提高物流領域的效率，節省大量的人工成本。

技術領域

本發明涉及無人駕駛技術領域，具體是一種在物流領域應用的基于視覺導航的智能無人叉車系統及方法。

背景技術

當今世界，隨著智能化改造的興起，工業也趨向于智能化，自動化。在很多工業生產物流運輸中，基本都要使用叉車這項運輸工具，但又是人工操作叉車，這就導致了一定程度上增加了成本，且效率提升緩慢。因此，很多企業想選擇一種無人化整體搬運系統，這套系統里面最需要開發出的一種無人化裝置就是無人叉車，因為無人叉車相對于普通叉車的優勢更加明顯。無人叉車近乎毫無限制的定制化選項和最少化投資可獲得物料搬運效率的提高，節省資源，無人駕駛的搬運作業可以優化人力資源，優化能源利用，可以在區域內執行物料搬運。

目前，無人叉車的開發有很多發明者在發明創造，如中國專利(申請號：201711341489.9)公開了一種基于視覺的無人駕駛叉車導航系統及其定位導航方法，其主要闡述了確立目標、對目標進行檢測的無人叉車導航方法，缺少叉車的無人運動、貨物叉取、叉車方向糾偏、障礙物檢測等方法，因此還不夠完善。中國專利(申請號：201910297824.2)公開了一種雙目視覺導航叉車式AGV控制系統和方法，該專利僅闡述了適用于AGV這種場景的視覺導航方法，未闡述普通叉車的視覺導航和無人化方法。

因此，針對上述存在的問題，本發明提供一種基于視覺導航的智能無人叉車系統及方法，該智能無人叉車系統及方法能夠實現叉車的視覺導航、無人駕駛、障礙物檢測、貨物叉取、運動方向糾偏等一體化無人操作。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于視覺導航的智能無人叉車系統及方法，該系統能有效提高物流領域的工作效率，減少生產成本，能夠實現無人化，且導航定位精準，出錯率低，及時性強。

本發明實現發明目的采用如下技術方案：

一種基于視覺導航的智能無人叉車系統及方法，其特征在于：包括叉車主體、輸入模塊、輸出模塊和行車計算機，輸入模塊和輸出模塊均與行車計算機相連，并一起安裝在叉車的車身主體上；

所述輸入模塊包括拉繩式測距儀、電子羅盤、攝像頭、紅外線傳感器、壓力傳感器、激光測距儀，輸入模塊采集數據輸入到行車計算機進行計算并得到結果；其中拉繩式測距儀安裝在后輪橫軸上，用來讀取叉車后輪轉動的偏角，電子羅盤讀取叉車所在的磁場角度，攝像頭讀取叉車運動方向的視覺圖像數據，紅外線傳感器檢測叉車運動過程中前方的障礙物，壓力傳感器獲取叉鏟上貨物的重量，激光測距儀用來獲取叉車與貨物的距離；

所述輸出模塊包括arduino微控制模塊、步進電機驅動器、模擬量輸入輸出模塊、16路開關量控制模塊、警報器、wifi傳輸模塊、云服務數據處理中心；該輸出模塊從行車計算機處獲取到計算結果并實現相應操作，其中arduino微控制模塊、步進電機驅動器、模擬量輸入輸出模塊、16路開關量控制模塊統稱為控制模塊，該控制模塊控制叉車的無人運動和轉向，警報器提醒叉車運動前方有障礙物，wifi傳輸模塊和云服務數據處理中心實時的從行車計算機處將攝像頭獲取到的視覺圖像數據上傳到云服務數據處理中心，并在云服務數據處理中心完成圖像中貨物的目標檢測，并將結果返回給行車計算機，為無人叉車實時提供視覺導航。