[發明專利]一種基于AGV與激光跟蹤儀的組合定位裝置及方法

有效

• 申請號: 202010597417.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111811400B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 汪俊;楊建平;曾坤;劉煉;張偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蘇良

1.一種基于AGV與激光跟蹤儀的組合定位方法，基于組合定位裝置實現，其特征在于，所述組合定位裝置包括移動平臺(1)、激光跟蹤儀(4)和三角架(3)，移動平臺(1)上端面固定搭載升降平臺(2)，三角架(3)固定在升降平臺(2)上端面上，激光跟蹤儀(4)固定設置在三角架(3)頂部；移動平臺(1)為帶有激光雷達定位系統的AGV平臺；

升降平臺(2)包括中間連接板(23)和三個豎直設置的電動推桿(21)，電動推桿(21)底部通過螺釘固定在移動平臺(1)上，中間連接板(23)水平設置并分別與所述三個電動推桿(21)頂部通過螺釘固定連接；三角架(3)底部通過螺栓固定在中間連接板(23)上；

所述組合定位方法包括如下步驟：

步驟S1、在測量場地中布置若干多用途標靶作為輔助基準點，多用途標靶的布置數量應保證覆蓋整個測量場空間；

步驟S2、驅動移動平臺(1)，開啟激光雷達掃描構建導航地圖；

步驟S3、根據測量場的高度，調整升降平臺(2)，使得激光跟蹤儀(4)達到測量場一半的高度；

步驟S4、驅動移動平臺(1)至任一測量站位位置，記錄激光跟蹤儀(4)的當前空間位置作為測量原點，通過激光跟蹤儀(4)對距離該測量原點設定距離范圍內的所有輔助基準點進行測量，待該測量站位位置測量完畢后，驅動移動平臺(1)至下一測量站位位置，直至所有輔基準點都測量完畢；單個輔助基準點測量時，采用手持一枚跟蹤靶球激活激光跟蹤儀(4)，將跟蹤靶球放置在多用途靶標上，讀取激光跟蹤儀(4)測量值的方式完成；在導航地圖中，采用既有的輔助基準點匹配算法，實現各輔助基準點的識別和編號；

步驟S5、通過平差法，解算輔助基準點坐標并構建高精度測量場；

步驟S6、在待定位部件上布置攝影測量靶標作為測量基準點；

步驟S7、卸下激光跟蹤儀(4)和三角架(3)，將雙目攝影測量裝置安裝布置在升降平臺(2)上，驅動移動平臺(1)沿著人為設定的路徑移動，對測量基準點進行測量，同時，通過雙目攝影測量裝置對輔助基準點進行再次測量；通過匹配輔助基準點，將各測量基準點對齊至高精度測量場中，計算出各測量基準點的全局坐標，實現測量基準點的定位；

步驟S4具體包括：

步驟S401、讀取第一個測量站位位置所有輔助基準點空間坐標集合其中，i為該站位下輔助基準點的數量；讀取激光跟蹤儀(4)當前空間定位坐標O₁＝(x,y,z)作為原點，將集合P₁中的輔助基準點空間坐標與原點O₁相加，添加至輔助基準點總集合M中，并依次進行編號，輔助基準點總集合M初始為空集；

步驟S402、讀取下一測量站位位置所有輔助基準點空間坐標集合和激光跟蹤儀(4)當前對應空間定位坐標O_j，其中，j為測量站位的編號，t為對應測量站位位置下輔助基準點的數量；將集合P_j中的輔助基準點空間坐標與空間定位坐標O_j相加，得到集合T_j；

步驟S403、通過ICP匹配算法，找到輔助基準點總集合M和集合T_j的公共輔助基準點_G；

步驟S404、計算輔助基準點差集N_j＝T_j-G，將集合N_j中的輔助基準點添加至輔助基準點總集合M中，并添加編號；

步驟S405、如果已經是最后一站測量站位，則結束，得到最終的輔助基準點總集合M；否則，執行步驟S402至步驟S404；

步驟S7具體包括：

步驟S701、卸下激光跟蹤儀(4)和三角架(3)，將雙目攝影測量裝置通過螺栓安裝在中間連接板(23)上；在導航地圖上繪制移動平臺(1)運動路徑，并設置定位采集間隔為L；

步驟S702、開啟移動平臺(1)自主導航模式，移動平臺(1)沿運動路徑每移動L距離暫停移動；

步驟S703、開啟雙目攝影測量裝置，對視角內所有的輔助基準點和測量基準點進行測量，得到基準點測量集合其中，k為雙目攝影測量位置編號，s為基準點的編號；

步驟S704、采用RANSAC匹配算法，找到集合W_k和輔助基準點總集合M中的共同的輔助基準點集合B，計算集合差集C_k＝W_k-B，得到測量基準點集合C_k；

步驟S705、如果輔助基準點集合B中共同輔助基準點達到4個及以上，則根據公共點轉換原則，將測量基準點集合C_k中的測量基準點映射到高精度測量場中，實現測量基準點的全局定位；

步驟S706、重復步驟S703至步驟S705，直至移動平臺(1)走完整個運動路徑。