[發明專利]一種基于UWB無線定位和視覺定位的AGV導航控制系統及方法

在審

• 申請號: 202011109936.X
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112286187A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉劭純;李明;段三軍
• 申請（專利權）人: 北京特種機械研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 路遠

本發明公開的一種基于UWB無線定位和視覺定位的AGV導航控制系統及方法，包括UWB無線定位系統、視覺定位系統、調度系統和AGV本體，UWB無線定位系統完成AGV路徑導引，視覺定位系統完成AGV的精確定位，使AGV的導航靈活性大大提升，同時通過UWB無線定位系統和視覺定位系統分開建立坐標系，降低了計算模型的復雜度，利用空間內兩坐標系間的位姿轉換關系，通過幾組簡單的矩陣計算便能夠計算出空間內任意一點在兩坐標系間位姿表述，具有極強的實用性。

技術領域

本發明屬于AGV定位的技術領域，具體涉及一種基于UWB無線定位和視覺定位的AGV導航控制系統及方法

背景技術

AGV，即Automated Guided Vehicle，通過預設的程序自動將物品從一個位置移動至另一位置，是一種自動化、信息化和智能化設備，其目前的導航方式有磁條、RFID信標、二維碼標識、激光等。

目前AGV導航根據是否需要鋪設導引路徑大致可分為有軌導航和無軌導航兩類；磁導航、色帶碼帶導航等屬于有軌導航，激光導航、慣性導航、UWB導航等屬于無軌導航；其中，有軌導航定位精度高，但需要根據現場環境鋪設導引路徑，當導航場景比較大時，鋪設路徑工作量較大，且鋪設的導引路徑容易損壞，需要定期維護、保養；無軌導航不需要鋪設固定導引路徑，導航路徑可根據需求靈活定制，但定位精度較低，定位精度受環境影響較大，很難滿足高精度定位的需求。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于UWB無線定位和視覺定位的AGV導航控制系統及方法，在保證視覺導航精度的前提下，使用UWB無線定位技術，使導航過程不再需要長距離鋪設導引色帶或位置碼帶，增強了路徑規劃的靈活性。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于UWB無線定位和視覺定位的AGV導航控制系統，包括：UWB無線定位系統：包括UWB定位基站、UWB車載標簽和解算軟件，用于通過UWB定位基站實時定位UWB車載標簽的位置信息，所述車載標簽設置在AGV本體上；視覺定位系統：包括視覺模塊和位置碼帶，用于通過視覺模塊獲取位置碼帶信息；所述視覺模塊設置在AGV本體上；調度系統：用于通過UWB無線定位系統獲取UWB車載標簽的位置信息，并對AGV本體下發指令；AGV本體：包括車載電腦和底層控制器，所述車載電腦接收視覺模塊獲取位置碼帶信息、UWB車載標簽的位置信息和調度系統下發的指令，并對底層控制器發出動作指令。

優選地，所述底層控制器包括：安全系統、升降驅動電機、行走驅動電機、液壓懸掛和電源管理系統。

優選地，所述底層控制器將AGV執行模塊的狀態信息通過車載電腦上報調度系統。

優選地，所述UWB定位基站有4臺，所述UWB車載標簽有2個。

相應地，一種基于UWB無線定位和視覺定位的AGV導航控制方法，包括：S101、通過UWB無線定位系統采集UWB車載標簽的實時位置信息；S102、通過調度計算機采集AGV本體的目標位置信息；所述目標位置設置在位置碼帶上；S103、根據UWB車載標簽的實時位置信息和目標位置信息計算出AGV的導航路徑；S104、AGV通過UWB無線定位系統導航至粘貼有位置碼帶的目標位置附近，視覺模塊識別到位置碼帶后再通過視覺定位系統導航至目標位置。

優選地，所述通過UWB無線定位系統導航至粘貼有位置信息碼帶的目標位置附近，AGV上的視覺模塊識別到位置碼帶后再通過視覺定位系統導航至目標位置，具體包括：AGV使用UWB無線定位系統導航時，對AGV模型進行運動學建模分析，實現AGV的速度控制；AGV使用視覺定位系統時，通過UWB定位坐標系和視覺定位坐標系間的位姿轉換矩陣，將AGV位姿轉換到UWB坐標系下，實現AGV定位的統一。

優選地，所述UWB車載標簽和視覺模塊均設置在AGV本體上。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：