一種AGV精確定位的方法與流程
2023-05-12 11:08:28 2
本發明涉及一種AGV精確定位的方法。
背景技術：
AGV是自動導航運輸車(AutomaticGuidedVehicle)的英文縮寫，是指裝備有電磁或光學等自動引導裝置，能夠沿規定的導引路逕行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，更直觀的說，AGV是一種無人駕駛的運輸車。AGV雷射定位導航是利用雷射的準直性和不發散性對運載機器人所處的位置進行精確定位來指導機器人行走，因此，AGV雷射定位導航系統裡的精確定位顯得尤為重要。
技術實現要素：
本發明的首要目的在於提供一種AGV精確定位的方法，為實現上述目的本發明的具體方案如下：一種AGV精確定位的方法，包括以下步驟：在自動導航運輸車工作場預先安置若干具有一定間隔的反射板，並預先獲得所述反射板的坐標；所述自動導航運輸車通過車載的、可快速旋轉的雷射頭髮射雷射掃描不同的所述反射板，獲得相關雷射路徑；通過不同的所述反射板坐標，結合所述雷射頭掃描到不同所述反射板時的旋轉角度，用雷射測角度定位方法獲得所述自動導航運輸車的坐標，或者通過不同的所述反射板坐標，結合不同的所述反射板分別與所述自動導航運輸車的距離，用雷射測距定位方法獲得所述自動導航運輸車的坐標。所述雷射測角度定位方法是：選取三塊所述反射板，獲得所述雷射頭從掃描到第一塊所述反射板到所述雷射頭掃描到第二塊所述反射板的第一旋轉角度，記為A，並獲得所述雷射頭從掃描到第二塊所述反射板到所述雷射頭掃描到第三塊所述反射板的第二旋轉角度，記為B；經過數學建模得到計算模型：A＝arctg((y-b0)/(x-a0))-arctg((y-b1)/(x-a1))B＝arctg((y-b1)/(x-a1))-arctg((y-b2)/(x-a2))其中(a0,b0),(a1,b1),(a2,b2)分別為三塊所述反射板坐標點，(x,y)為所述自動導航運輸車坐標點。優選的，所述第一旋轉角度、第二旋轉角度由旋轉編碼器獲得。所述雷射測距定位方法是：選取三塊所述反射板，依次獲得所述雷射頭與三塊所述反射板的距離，分別記為a、b、c，結合三塊所述反射板坐標點(a0,b0),(a1,b1),(a2,b2)建立方程組：(a0-x)2+(b0-y)2＝a2(a2-x)2+(b2-y)2＝c2(x,y)為所述自動導航運輸車坐標點。優選的，所述雷射頭與三塊所述反射板的距離由雷射測距模塊獲得。優選的，分別採用雷射測角度定位方法和雷射測距定位方法獲得兩組所述自動導航運輸車坐標點位置並進行比較、校準，取二者的平均位置即得到所述自動導航運輸車精確的位置。本發明是用雷射測角度定位方法和雷射測距定位方法通過建立數學模型均能計算出AGV的坐標，兩種方法所獲得的AGV位置相互校準，這樣大大地提高了其定位精度。本發明的優點是：1、AGV定位精度高，誤差小；2、數學模型簡單，計算快。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明的不當限定，在附圖中：圖1為本發明實施例AGV精確定位的方法流程示意圖；圖2為本發明實施例雷射測角度定位方法或雷射測距定位方法示意圖；圖3為本發明實施例AGV精確定位的系統結構圖。具體實施方式下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。實施例AGV的精確定位首先離不開雷射頭的選擇，目前國內組裝生產雷射導航機器人產品的公司均是引進於瑞典NDC公司或德國SICK公司的雷射頭。這樣每生產一臺雷射導航機器人就得購買一套雷射頭及配套軟體，這使得AGV價格不菲。公開號為200410017217.X的發明專利申請公開了一種二維雷射引導系統的雷射頭，該雷射頭有體積小，易製作，測試誤差小，靈敏度高等優點。但是該專利並沒有說明如何利用所發明的雷射頭對AGV精確定位。基於該發明的優點，本發明提出的AGV精確定位的方法均是在公開號為200410017217.X的發明專利「一種二維雷射引導系統的雷射頭」基礎上提出的。如圖1所示，一種AGV精確定位的方法，在自動導航運輸車(AGV)工作場預先安置若干具有一定間隔的反射板，並預先獲得所述反射板的坐標，所述反射板是由高反光材料製成，它們被固定在自動導航運輸車的工作場所中的牆壁或支柱上；所述自動導航運輸車通過車載的、可快速旋轉的雷射頭髮射雷射掃描不同的所述反射板，所述雷射頭安裝在自動導航運輸車頂部，每隔數十毫秒旋轉一周，發出的雷射束是經過調製的，具有很強的抗幹擾的能力，在收到反射板反射光時，經過解調，即可得到有效的信號，從而獲得相關雷射路徑，因為所述雷射頭的旋轉速度很快，所以在掃描一周後自動導航運輸車的移動距離可以忽略，從而雷射頭的雷射發射路徑與反射路徑幾乎是重合的，即發射的雷射基本是原路返回。通過不同的所述反射板坐標，結合所述雷射頭掃描到不同所述反射板時的旋轉角度，用雷射測角度定位方法獲得所述自動導航運輸車的坐標，或者通過不同的所述反射板坐標，結合不同的所述反射板分別與所述自動導航運輸車的距離，用雷射測距定位方法獲得所述自動導航運輸車的坐標，從而引導自動導航運輸車按照預先設定的路線運行，將物料搬運至指定的地點，實現生產物料的智能化輸送搬運。如圖2所示，所述雷射測角度定位方法是：所述的雷射頭的下部有一個檢測雷射頭旋轉角度數據的編碼器，計算機可以及時讀入當時收到反射信號時雷射頭的旋轉角度，選取三塊所述反射板，獲得所述雷射頭從掃描到第一塊所述反射板到所述雷射頭掃描到第二塊所述反射板的第一旋轉角度，記為A，並獲得所述雷射頭從掃描到第二塊所述反射板到所述雷射頭掃描到第三塊所述反射板的第二旋轉角度，記為B；經過數學建模得到計算模型：A＝arctg((y-b0)/(x-a0))-arctg((y-b1)/(x-a1))B＝arctg((y-b1)/(x-a1))-arctg((y-b2)/(x-a2))其中(a0,b0),(a1,b1),(a2,b2)分別為三塊所述反射板坐標點，(x,y)為所述自動導航運輸車坐標點。同樣可參考圖2，所述雷射測距定位方法是：選取三塊所述反射板，收到反射信號時，通過雷射測距模塊依次獲得所述雷射頭與三塊所述反射板的距離，分別記為a、b、c，結合三塊所述反射板坐標點(a0,b0),(a1,b1),(a2,b2)建立方程組：(a0-x)2+(b0-y)2＝a2(a2-x)2+(b2-y)2＝c2(x,y)為所述自動導航運輸車坐標點。分別採用雷射測角度定位方法和雷射測距定位方法獲得兩組所述自動導航運輸車坐標點位置並進行比較、校準，取二者的平均位置即得到所述自動導航運輸車精確的位置。如圖3所示，本發明提供的AGV精確定位的方法可由下述系統實現相關功能，以ARM嵌入式計算機模塊作為處理模塊，還包括分別與之電連接的雷射發射接受信號單元、旋轉編碼器、雷射測距模塊、雷射頭旋轉控制模塊等，其中雷射發射接受信號單元包括用於發射雷射信號的雷射頭及用於接受雷射信號的光敏三極體，旋轉編碼器用於實現本方法中檢測雷射頭的旋轉角度，雷射測距模塊則根據雷射路徑計算雷射頭與不同反射板的距離，此外為完善自動導航運輸車整體功能，處理模塊還可以選擇性電連接有其它模塊，例如自動導航運輸車行走需要的避障傳感器、轉角電機編碼器、電機控制器，與外部通訊連接的無線通訊模塊、數據機、語音控制模塊，以及輔助功能用途的蓄電池電源供電模塊、充電控制器、油缸指示器等等。以上對本發明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用於幫助理解本發明實施例的原理；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明實施例，在具體實施方式以及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。