[發明專利]一種慣性導航自動導引小車及其航跡確定方法

在審

• 申請號: 202010364424.1
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111474938A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 董朝軼;樊志強;陳曉艷;齊詠生;張麗杰
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

本發明涉及慣性導航自動導引小車及其航跡確定方法。上述慣性導航自動導引小車包括：讀取地面磁條上各磁釘間的中線的距離的磁導航模塊、用于獲取自動導引小車的行走路線的慣性導航模塊、用于提供與自動導引小車作動相對應的操控界面，并用于輸入自動導引小車的作動指的人機交互模塊和用于根據中線的距離校正自動導引小車的行走路線，并根據操作界面輸入的作動指令生成控制指令的控制模塊。本發明通過采用磁導航模塊來讀取地面磁條上各磁釘間的中線的距離，然后采用控制模塊根據中線的距離校正自動導引小車的行走路線，以減小慣性導航自動導引小車的導航偏差值，進而提高對慣性導航自動導引小車的控制精度。

技術領域

本發明涉及自動導引裝置領域，特別是涉及一種慣性導航自動導引小車及其航跡確定方法。

背景技術

自動導引運輸車(Automated Guided Vehicle，AGV)是指裝備有電磁、光學或陀螺儀等自動導引裝置，能夠沿著規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。與物料輸送中常用的其他設備相比，AGV的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統中，最能充分地體現其自動性和柔性，實現高效、經濟、靈活的無人化生產。目前工廠主要的導航方式還是磁導航，近年來比較流行的導航方式還有雷達導航、慣性導航、視覺導航。新興的導航方式有很大的潛力，由于技術還不是那么的成熟，還有好多不足的地方值得深入研究。

其中，肖獻強等人提出的基于二維碼和慣性傳感器的復合導航方法，主要研究二維碼與慣性傳感器相結合的組合導航方式，在AGV工作區域內等間距設置有n個二維碼標簽，當AGV在二維碼站點上時采用二維碼導航模式，獲取二維碼圖像，并利用圖像識別技術估算縱向、側向和橫向三個偏差信息，以進行姿態調整。具體為，將通過二維碼獲取的偏差信息作為AGV在站點間行駛慣性導航的初始偏差，當AGV在兩二維碼站點間行駛時采用慣性導航模式，實時推算AGV在行走過程中的偏差，實現AGV在相鄰二維碼間的運動。

但是該種方法存在以下缺陷：二維碼導航與慣性導航組合導航的方式需要在地面鋪設二維碼陣列，地面鋪設的二維碼極易被污染，從而導致站點信息無法識別，造成系統運行故障。

林志赟提出的基于T型RFID信標的AGV慣性導航系統，主要采用視覺相機、RFID讀卡器和陀螺儀。具體導航過程為，地面鋪設T型的RFID信標網格，AGV在經過T型RFID信標上方時，RFID讀卡器讀取RFID中包含的坐標編碼信息，視覺相機通過T型標識計算導航偏差以及姿態角偏差，以有效去除陀螺儀固定漂移和隨機漂移，提高導航的精度。

但是該種方法存在的缺陷有：T型RFID信標與慣性導航組合導航的方式需要在地面鋪設T型RFID信標，地面鋪設的T型RFID信標極易被損壞，尤其在工廠的環境中，導致坐標信息無法識別，容易造成系統運行故障，降低控制精度。

包壁禎提出的一種AGV慣性導航方法，包括S1：導航系統的搭建；S2：數據采集；S3：采集陀螺儀數據；S4：固定漂移處理；S5：改進遞歸狀態濾波處理；S6：角度獲取；S7：磁釘校準；S8：航跡推算；S9：PID調節；S10：運動控制。該方法通過查詢方式獲取陀螺儀采集的數據，同時能有效濾除陀螺儀采集的數據的固定漂移和隨機誤差，以獲得陀螺儀準確的角度數據，進而準確推算出所有采樣時刻的位置和姿態。

但是該種方法沒有讀卡器，存在檢測不到磁釘，無法校準的問題。且所用的濾波和控制方法也會導致出現導航定位精度低的問題。

因此，基于現有技術中存在的問題，開發一種具有導航偏差小、精度高的AGV是本領域亟待解決的一個技術難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種慣性導航自動導引小車及其航跡確定方法，以解決現有技術的自動導引運輸車存在的導航偏差大、精度低的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種慣性導航自動導引小車，包括：