阅读说明：本技术 自动导航方法、服务器及存储介质 (Automatic navigation method, server and storage medium ) 是由 周严伟 谢恺 占兆武 罗为 于 2019-04-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种自动导航方法,包括控制摄像单元对自动引导车进行定位,控制自动引导车上的惯性侦测单元侦测自动引导车的位姿信息,其中,位姿信息至少包括加速度信息和偏航角信息；判断通过摄像单元获得的定位信息是否有效；当判定摄像单元获得的定位信息有效时,更新摄像单元当前获得的定位信息为惯性侦测单元当前输出的位姿信息；当判定所述摄像单元获得的定位信息无效时,根据惯性侦测单元当前侦测到的位姿信息和自动引导车在k时刻的位姿信息计算自动引导车在k+1时刻的位姿信息；根据自动引导车在k+1时刻的位姿信息和预存在服务器中的虚拟路径上的参考点信息生成控制指令以控制自动引导车在导航空间内对应的虚拟路径上行驶。(The invention provides an automatic navigation method, which comprises the steps of controlling a camera unit to position an automatic guided vehicle, and controlling an inertia detection unit on the automatic guided vehicle to detect pose information of the automatic guided vehicle, wherein the pose information at least comprises acceleration information and yaw angle information; judging whether the positioning information obtained by the camera shooting unit is effective or not; when the positioning information obtained by the camera shooting unit is judged to be effective, updating the positioning information currently obtained by the camera shooting unit to be pose information currently output by the inertia detection unit; when the positioning information acquired by the camera unit is judged to be invalid, calculating the pose information of the automatic guided vehicle at the moment k +1 according to the pose information currently detected by the inertia detection unit and the pose information of the automatic guided vehicle at the moment k; and generating a control instruction according to the pose information of the automatic guided vehicle at the moment of k +1 and reference point information on a virtual path prestored in the server so as to control the automatic guided vehicle to run on the corresponding virtual path in the navigation space.)

自动导航方法、服务器及存储介质

技术领域

本发明涉及导航领域，尤其涉及一种自动导航方法、服务器及存储介质。

背景技术

目前自动引导车(Automated Guided Vehicle，AGV)已经成为智慧物流、智能制造以及数字工厂中的重要基础设施。所述AGV能够方便工厂运输，提高工厂的生产效率和运行效率。常见的AGV导航方法包括磁条导航、激光导航、二维码导航等。磁条导航AGV价格相对便宜，且运行可靠稳定。但需要在应用场景中额外铺设磁条，所述磁条的铺设工作量大，且需要对应用场地进行改造才能完成。如果导航路径发送改变，则需要在所述应用场地重新铺设磁条。并且由于长期使用磁条底部粘性会变弱，不利于重复使用。基于激光导航的AGV是通过激光雷达构建室内完整的地图，获得完整的周围环境信息，利用激光扫描实时获取周边信息并实现算法导航。激光导航的AGV不需要在应用场地铺设固定轨道，然后激光导航遇到较大物体或墙壁时，可能会导致定位不准，会出现脱离预先设定的路径现象。

随着数字工厂、智能工厂的发展，企业对工厂自动化提出了更高的要求。目前物流机器人大部分处于有轨引导条件下运行，以及少部分采用相对昂贵的激光雷达无轨导航与技术复杂度较高的惯性导航机器人。有轨导航无法适应路径变化的要求，而激光导航需要额外的反射板。基于视觉导航的移动机器人可以克服上述问题，只需在屋顶安装摄像头，在摄像头覆盖范围内实现精准导航。但基于视觉导航的方案存在摄像头覆盖盲区的问题，即在没有摄像头覆盖的地方，无法获得AGV小车的位姿信息。在AGV运行至摄像头覆盖的盲区时，服务器无法获取AGV的位姿信息，以至于无法给AGV小车提供控制指令。因此，需要通过额外的传感器辅助提供AGV的位姿信息，又会增加硬件成本。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种自动导航方法、服务器及存储介质，可以确定自动引导车在导航空间内的摄像头的盲区行驶时的偏航角和位姿信息，并根据偏航角和位姿信息控制所述自动引导车沿虚拟路径行走。

本发明的第一方面提供一种根据惯性侦测单元信息进行自动导航方法，应用于服务器中，所述服务器与至少一自动引导车及至少一摄像单元通信连接，所述方法包括：

控制所述摄像单元对所述自动引导车进行定位；

控制所述自动引导车上装设的惯性侦测单元侦测所述自动引导车的位姿信息，其中，所述位姿信息至少包括加速度信息和偏航角信息；

判断通过所述摄像单元获得的定位信息是否有效；

当判定所述摄像单元获得的定位信息有效时，更新所述摄像单元当前获得的定位信息为所述惯性侦测单元当前输出的位姿信息；

当判定所述摄像单元获得的定位信息无效时，根据所述惯性侦测单元当前侦测到的位姿信息和所述自动引导车在k时刻的位姿信息计算所述自动引导车在k+1时刻的位姿信息；

根据所述自动引导车在k+1时刻的位姿信息和预存在服务器中的虚拟路径上的参考点信息生成控制指令以控制所述自动引导车在导航空间内对应的虚拟路径上行驶。

本发明的第二方面提供一种服务器，所述服务器包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行所述的自动导航方法。

本发明的第三方面提供一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，所述指令由处理器并加载执行所述的自动导航方法。

上述自动导航方法可以在自动引导车行驶在摄像单元无法导航的盲区时，通过惯性侦测单元侦测到的偏航角及位姿信息估测自动引导车的行驶路线，从而避免自动导引车偏离预设路线。

附图说明

图1为本发明一实施方式中自动导航系统的示意图。

图2为本发明一实施方式中所述自动导航系统中的服务器的示意图。

图3为本发明一实施方式中所述自动导航系统中的自动引导车的示意图。

图4为本发明一实施方式中自动导航方法的流程图。

主要元件符号说明

如下

具体实施方式

将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参考图1，所示为本发明一实施方式中自动导航系统10的示意图。所述自动导航系统10包括，但不限于，服务器1、自动引导车2和至少一摄像单元3。在本实施方式中，所述服务器1与所述自动引导车2之间通过无线的方式进行通信连接，所述服务器1与所述至少一摄像单元3通过有线的方式电性连接。所述摄像单元3为摄像头，装设于一导航空间中。

在本实施方式中，所述服务器1通过估算所述自动引导车2的位姿信息控制所述自动引导车2在所述导航空间内导航，具体细节后文介绍。所述位姿信息包括位置信息和偏航角信息。所述导航空间可以是室内空间(如储物仓内)，也可以是室外空间。

请参考图2，所示为本发明一实施方式中自动导航系统10中的服务器1的示意图。在本实施方式中，所述服务器1包括，但不仅限于，网络单元11、存储器12和处理器13。上述网络单元11、存储器12和处理器13之间电气连接。

在本实施方式中，所述网络单元11用于通过有线或无线网络传输方式为服务器1提供网络通讯功能。从而所述服务器1可以与所述自动引导车2网络通信连接。

在本实施方式中，所述存储器12用于存储安装于所述服务器1内的软件程序及数据。在本实施方式中，所述存储器12可以为所述服务器1的内部存储单元，例如所述服务器1的硬盘或内存。在其他实施方式中，所述存储器12也可以为所述服务器1的外部存储设备，例如所述服务器1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。

在本实施方式中，所述存储器12还存储有所述导航空间的虚拟地图(如电子地图)，所述虚拟地图中包括多条虚拟路径。所述虚拟路径由参考点及参考点与参考点之间的连接关系组成。所述虚拟路径定义了所述自动引导车2在整个虚拟路径上的多个参考点及每个参考点对应的位置坐标，以及每个自动引导车2经过所述多个参考点的先后顺序。

本实施方式中，所述存储器12中预先存储有所述虚拟路径上的各个参考点的位置坐标。所述虚拟路径上的各个参考点的位置坐标可以是指基于整个导航空间所在区域所建立的坐标系(XOY)中的坐标。

在本实施方式中，所述处理器13可以为中央处理单元(Central ProcessingUnit,CPU)，或者其他能够执行控制功能的微处理器或其他数据处理芯片。所述处理器13用于执行软件程序代码或运算数据等。

请参考图3，所示为本发明一实施方式中所述自动导航系统10中的自动引导车2的示意图。在本实施方式中，所述自动引导车2可以为一个或多个。所述自动引导车2包括，但不限于，电池20、无线单元21、控制器22及惯性侦测单元23。上述电池20、无线单元21、控制器22及惯性侦测单元23之间电气连接。

在本实施方式中，所述电池20用于对所述无线单元21及控制器22进行供电。

所述无线单元21用于为所述自动引导车2和服务器1之间提供网络连接。所述控制器22用于接收服务器1发送的控制指令以控制所述自动引导车2按照一虚拟路径行走。

所述惯性侦测单元(Inertial Measurement Unit，IMU)23用于测量物体三轴姿态角、角速度以及加速度。所述惯性侦测单元23包括多个单轴的加速度计和多个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。

在本实施方式中，所述自动引导车2还可以包括一充电单元(图中未示出)，所述充电单元用于为所述电池20提供电量。

现有技术中，所述服务器1可以根据安装在所述导航空间内的摄像单元3拍摄的视频或图像信息辅助控制所述自动引导车2在所述虚拟路径上行走。然而，当所述自动引导车2行驶至所述摄像单元3的盲区时，所述服务器1无法确认所述自动引导车2是否依然在所述虚拟路径上行走。因此，本方案中的所述服务器1可以采集安装在所述自动引导车2上的惯性侦测单元23侦测到的所述自动引导车2的位姿信息，并根据所述位姿信息估算所述自动引导车2在下一时刻的位姿信息，从而可以在所述自动引导车2行驶至导航空间内的摄像单元3无法覆盖的盲区时，获取所述自动引导车2的位姿信息，并可以根据所述位姿信息和所述虚拟路径上的参考点信息生成控制指令以控制所述自动引导车2在所述虚拟路径上行驶。在本实施方式中，所述位姿信息包括位置信息和偏航角信息。

例如，首先服务器1发送一控制指令至所述摄像单元3以控制所述摄像单元3对所述自动引导车2进行定位，以及控制所述自动引导车2上装设的惯性侦测单元23侦测所述自动引导车2的位姿信息，其中，所述位姿信息还包括加速度信息。其中，所述根据安装在导航空间内的摄像单元3拍摄的图像确定的定位信息为现有技术，在此不再赘述。

进一步地，判断通过所述摄像单元3获得的定位信息是否有效，当判定所述摄像单元3获得的定位信息有效时，更新所述摄像单元3当前获得的定位信息为所述惯性侦测单元23当前输出的位姿信息。当判定所述摄像单元3获得的定位信息无效时，根据所述惯性侦测单元23当前侦测到的位姿信息和所述自动引导车2在k时刻的位姿信息计算所述自动引导车2在k+1时刻的位姿信息。其中，所述自动引导车2在k时刻的位置信息为根据安装在导航空间内的摄像单元3拍摄的图像确定的位置信息或者所述自动引导车2在所述虚拟路径上预先确定的初始位置信息。

进一步地，根据所述自动引导车2在k+1时刻的位姿信息和预存在服务器1中虚拟路径上的参考点信息生成控制指令以控制所述自动引导车2在导航空间内对应的虚拟路径上行驶。

请参考图4，所示为本发明一实施方式中自动导航方法的流程图。根据不同需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。

步骤S41，控制所述摄像单元3对所述自动引导车2进行定位。

步骤S42，控制所述自动引导车2上装设的惯性侦测单元23侦测所述自动引导车2的位姿信息，其中，所述位姿信息至少包括加速度信息和偏航角信息。

步骤S43，判断通过所述摄像单元3获得的定位信息是否有效。

具体的，所述步骤S43包括判断所述摄像单元3拍摄到的图像中是否包含完整的所述自动引导车2；当所述摄像单元3拍摄到的图像中包含完整的所述自动引导车2时，判定所述摄像单元3获得的定位信息有效；及当所述摄像单元3拍摄到的图像中未包含完整的所述自动引导车2时，判定所述摄像单元3获得的定位信息无效。

步骤S44，当判定所述摄像单元3获得的定位信息有效时，更新所述摄像单元3当前获得的定位信息为所述惯性侦测单元23当前输出的位姿信息。

步骤S45，当判定所述摄像单元3获得的定位信息无效时，根据所述惯性侦测单元23当前侦测到的位姿信息和所述自动引导车2在k时刻的位姿信息计算所述自动引导车2在k+1时刻的位姿信息。

具体的，所述步骤S45包括：计算k时刻至k+1时刻之间所述自动导引车2在x轴方向上的位移变化值ΔS_x。其中，计算公式为：其中，accX为所述惯性侦测单元23当前侦测到的所述自动引导车2在x轴的加速度。

计算k时刻至k+1时刻之间所述自动导引车2在y轴方向上的位移变化值ΔS_y。其中，计算公式为：其中，accY为所述惯性侦测单元23当前侦测到的所述自动引导车2在y轴的加速度。

计算k时刻至k+1时刻之间所述自动导引车2的位移变化值

计算k时刻至k+1时刻之间所述自动导引车2的偏航角变化值

计算所述自动引导车2在k+1时刻的位姿信息pose(x_k+1，y_k+1，θ_k+1)＝(x_k+ΔS*cos(θ_k+Δθ)，y_k+ΔS*sin(θ_k+Δθ)，θ_k+Δθ)，其中，所述自动引导车2在k时刻的位姿信息pose1(x_k，y_k，θ_k)由所述摄像单元3侦测确定。

步骤S46，根据所述自动引导车2在k+1时刻的位姿信息和预存在服务器1中的虚拟路径上的参考点信息生成控制指令以控制所述自动引导车2在导航空间内对应的虚拟路径上行驶。

步骤S47，判断通过所述摄像单元3获得的定位信息是否从无效变为有效。

步骤S48，当判定通过所述摄像单元3获得的定位信息从无效变为有效时，根据所述摄像单元3获取的定位信息对所述自动引导车2进行导航。

步骤S49，当判定通过所述摄像单元3获得的定位信息仍然无效时，继续根据所述自动引导车2在k+1时刻的位姿信息对所述自动引导车2进行导航。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。