[發明專利]一種窄巷道定位堆垛車、堆垛車的定位系統及定位方法

在審

• 申請號: 201911253033.6
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN111045404A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 張曉;楊明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種堆垛車，其特征在于：包括至少2個用于測量所述堆垛車左右距離的橫向傳感器和至少一個用于測量所述堆垛車前后距離的縱向傳感器。

2.如權利要求1所述的堆垛車，其特征在于：所述橫向傳感器以至少2個為一組，設置于所述堆垛車的左側和/或右側；同一組中的所述橫向傳感器的連線與所述堆垛車的縱軸線平行。

3.一種定位系統，其特征在于，用于在窄巷道中精確定位一堆垛車，包括：傳感計算單元和校準定位單元；

所述傳感計算單元根據設置于所述堆垛車上的橫向傳感器和縱向傳感所采集到的數據，計算所述堆垛車的姿態及在所述窄巷道中的相對位置；

所述校準定位單元融合所述堆垛車提供的轉向角度以及里程計數據和所述相對位置解析得到所述堆垛車的全局位姿信息。

4.如權利要求3所述的定位系統，其特征在于：還包括數據傳輸單元；所述數據傳輸單元將所述全局位姿信息編碼打包后，發送到一通信總線。

5.如權利要求3所述的定位系統，其特征在于：通過編號為m及n的2個所述橫向傳感器獲取橫向位姿的計算公式為：

其中，μ為所述堆垛車質點與所述窄巷道之間的距離，ω為車輛姿態偏航角，l_m1，l_n1分別為第m，n個所述橫向傳感器的安裝位置距離車輛縱軸的垂直距離，l_m2，l_n2分別為所述橫向傳感器的原始采集值，l_m3，l_n3分別為第m，n個所述橫向傳感器在車輛縱軸上的投影點距離車輛質心的距離。

6.如權利要求3所述的定位系統，其特征在于：通過編號為k的所述縱向傳感器獲取縱向坐標的計算公式為：

v_k＝l_k×cosα_k×cos(ω+β_k)+l′_k×cosα_k×cos(ω+β_k)

其中，v_k為所述堆垛車質點與所述窄巷道遠端之間的距離，l_k為所述縱向傳感器的原始采集值，l′_k為所述縱向傳感器安裝點投影與車輛質點的直線距離，ω為所述堆垛車的航向角，α_k為所述縱向傳感器與所述堆垛車縱軸之間的夾角，β_k為所述縱向傳感器與豎直方向之間的夾角。

7.如權利要求5或6所述的定位系統，其特征在于：計算所述相對位置時，采用連續N個所述原始采集值的算術平均值作為l_m2，l_n2或l_k；其中，N為自然數。

8.如權利要求5或6所述的定位系統，其特征在于：航向角ω的計算公式為：

其中，l_m1，l_n1分別為第m，n個所述橫向傳感器的安裝位置距離車輛縱軸的垂直距離，l_m2，l_n2分別為所述橫向傳感器的原始采集值，l_m3，l_n3分別為第m，n個所述橫向傳感器在車輛縱軸上的投影點距離車輛質點的距離。

9.如權利要求3所述的定位系統，其特征在于：所述校準定位單元進一步包括數據融和模塊和坐標轉換模塊：

所述數據整合模塊利用所述堆垛車的轉向角度以及里程計數據與所述相對位置進行卡爾曼濾波算法融合得到穩定的位置信息；

所述坐標轉換模塊將所述穩定的位置信息的坐標轉換到全局坐標系。

10.一種窄巷道堆垛車的定位方法，其特征在于，包括：

S1、標定橫向傳感器和縱向傳感器相對堆垛車橫軸和縱軸的偏離數據；

S2、將所述堆垛車行駛到所述窄巷道一端，并提供初始定位數據；

S3、按周期采集堆垛車與巷道一側及巷道遠端的距離；

S4、結合S1和S3的數據計算堆垛車相對所述窄巷道的位置和航向角；

S5、融合所述堆垛車的其他位姿數據和S3的數據，以得到穩定變化的位姿數據序列。