[發(fā)明專利]一種基于地標(biāo)識(shí)別的AGV導(dǎo)航定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110283867.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN113074729B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瀧杲;黃翔;黃智超;李根;曾琪;齊凱;陶克梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/34
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

一種基于地標(biāo)識(shí)別的AGV導(dǎo)航定位方法，其特征在于，包括粗定位和精定位，粗定位實(shí)現(xiàn)基于視覺地標(biāo)解算的路徑規(guī)劃，精定位實(shí)現(xiàn)基于視覺地標(biāo)的精定位調(diào)姿量解算。本發(fā)明有利于在提高路徑規(guī)劃效率的同時(shí)提升了轉(zhuǎn)站的定位精度，它具有導(dǎo)航定位精度高；地標(biāo)依據(jù)不同航空制造場(chǎng)景靈活排布，導(dǎo)航定位方式靈活的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種AGV導(dǎo)航定位方法，特別涉及一種應(yīng)用于航空制造領(lǐng)域內(nèi)的基于地標(biāo)識(shí)別的導(dǎo)航規(guī)劃以及精定位調(diào)姿量解算方法，具體地說是一種航空制造領(lǐng)域使用的基于地標(biāo)識(shí)別的AGV導(dǎo)航定位方法。

背景技術(shù)

機(jī)器視覺定位在航空制造領(lǐng)域的AGV應(yīng)用中，有視覺SLAM與視覺地標(biāo)兩種方向：視覺SLAM計(jì)算量大，適用于大型廠區(qū)、零部件輸送車間等大尺寸空間中定位精度要求不高的場(chǎng)景；而基于視覺地標(biāo)(如二維碼、AR碼、April碼等)解算AGV位姿，可獲得毫米級(jí)、亞毫米級(jí)的定位精度，適用于裝配對(duì)接、部件轉(zhuǎn)站等高導(dǎo)航定位精度要求場(chǎng)景。而現(xiàn)有視覺地標(biāo)方案只聚焦于AGV與地標(biāo)的位姿解算方法，缺少基于地標(biāo)識(shí)別的路徑規(guī)劃方法，未能體現(xiàn)地標(biāo)識(shí)別方案在航空制造領(lǐng)域中導(dǎo)航定位的靈活性。

在大型航空航天裝配制造領(lǐng)域中，裝配制造中如航空設(shè)備裝配對(duì)接、裝配特征測(cè)量等環(huán)節(jié)工序繁雜、工人工作條件差且人工作業(yè)可靠性難以保證。通過AGV搭載專用設(shè)備，可以減輕工人工作壓力、提高企業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品可靠性，而在AGV搭載設(shè)備作業(yè)過程中，就要求AGV的導(dǎo)航定位精度足夠高以減少專用設(shè)備作業(yè)的誤差。而機(jī)器視覺結(jié)合視覺地標(biāo)的導(dǎo)航方式，定位精度高且布置簡單，適用于航空制造領(lǐng)域中的AGV高精度導(dǎo)航定位需求。而現(xiàn)有視覺地標(biāo)使用中，地標(biāo)局限于目標(biāo)站位與路徑過程中的轉(zhuǎn)向提示，缺乏地標(biāo)的系統(tǒng)性自定位研究，限制了AGV基于地標(biāo)識(shí)別導(dǎo)航的靈活性。

為此，本文提出一種應(yīng)用于航空制造領(lǐng)域中的基于識(shí)別地標(biāo)的導(dǎo)航定位方法，設(shè)計(jì)基于地標(biāo)識(shí)別的路徑規(guī)劃方法，基于識(shí)別地標(biāo)補(bǔ)償AGV自定位誤差，提高AGV導(dǎo)航定位的靈活性與精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的針對(duì)視覺地標(biāo)在AGV領(lǐng)域的應(yīng)用中，缺少基于視覺地標(biāo)的路徑規(guī)劃方法，且缺少基于地標(biāo)識(shí)別以實(shí)現(xiàn)靈活導(dǎo)航定位的應(yīng)用方法的問題，發(fā)明一種基于地標(biāo)識(shí)別的AGV導(dǎo)航定位方法。它能夠有效滿足AGV在保證運(yùn)行精度的前提下，靈活駛達(dá)目標(biāo)站位的需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于地標(biāo)識(shí)別的AGV導(dǎo)航定位方法，其特征在于包括以下步驟：

1.1基于視覺地標(biāo)解算的路徑規(guī)劃方法即實(shí)現(xiàn)粗定位的方法；

1.2基于視覺地標(biāo)的精定位調(diào)姿量解算方法即實(shí)現(xiàn)精定位的方法。

所述基于視覺地標(biāo)解算的路徑規(guī)劃方法包括如下內(nèi)容：

(1)基于地標(biāo)解算的精定位與粗定位分界方式。

將路徑規(guī)劃過程分為精定位與粗定位階段：粗定位導(dǎo)航過程為初始站位導(dǎo)航至分界地標(biāo)的過程；精定位導(dǎo)航過程為，粗定位真實(shí)駛達(dá)分解地標(biāo)站位導(dǎo)航至目標(biāo)站位的過程。距離目標(biāo)站位最近的視覺地標(biāo)為分界地標(biāo)。記建立的視覺地標(biāo)位姿索引庫中，地標(biāo)位姿為N_tag表示地標(biāo)的數(shù)量，M表示地標(biāo)位姿的集合，地標(biāo)標(biāo)號(hào)i的位姿為M_i。記目標(biāo)站位的位姿為T_Goal，D_i為標(biāo)號(hào)i的地標(biāo)與目標(biāo)站位的位姿關(guān)系，則地標(biāo)與站位的位姿關(guān)系可以表示為：

D_i＝M_i-T_Goal,i∈{1，2,3…，N_tag} (1)

記g為分界地標(biāo)序號(hào)，||D_g||為分別地標(biāo)與站位的最小二范數(shù)，則可得：

||D_g||＝||D_i||_min,i∈{1，2,3…，N_tag} (2)