智能物流用磁流变视觉识别agv无人导航系统及其导航方法

文档序号:161884 发布日期:2021-10-29 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 智能物流用磁流变视觉识别agv无人导航系统及其导航方法 (Magnetorheological visual identification AGV (automatic guided vehicle) unmanned navigation system for intelligent logistics and navigation method thereof ) 是由 杜斌 杜鑫 于 2021-08-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种智能物流用磁流变视觉识别AGV无人导航系统,包括AGV小车以及沿横向和纵向均等间隔铺设在地面上多个磁条;磁条顶面为沿其长度方向的斜面,位于横向的磁条与位于纵向的磁条形成一磁场坐标网;AGV小车包括车体、车辆控制模块、图像处理模块和磁流变成像装置;磁流变成像装置包括成像框体、磁流变液槽、两个第一摄像机、第二摄像机、两个激光发射器、上盖,磁流变液槽穿设于成像框体底部,两个第一摄像机穿设于成像框体相邻的两侧壁,两个激光发射器设于成像框体另一相邻的两侧壁并位于成型框体内,成型框体另一相邻的两侧壁均设有标尺板,第二摄像机设于上盖;本发明具有信息采集速度快、识别精度高、灵活性好的特点,导航可靠性高。(The invention discloses an intelligent magnetorheological visual recognition AGV unmanned navigation system for logistics, which comprises an AGV trolley and a plurality of magnetic stripes which are uniformly laid on the ground at intervals along the transverse direction and the longitudinal direction; the top surface of the magnetic strip is an inclined plane along the length direction of the magnetic strip, and a magnetic field coordinate net is formed by the magnetic strip positioned in the transverse direction and the magnetic strip positioned in the longitudinal direction; the AGV comprises a vehicle body, a vehicle control module, an image processing module and a magnetorheological imaging device; the magnetorheological imaging device comprises an imaging frame body, a magnetorheological fluid tank, two first cameras, a second camera, two laser transmitters and an upper cover, wherein the magnetorheological fluid tank is arranged at the bottom of the imaging frame body in a penetrating manner; the method has the characteristics of high information acquisition speed, high identification precision, good flexibility and high navigation reliability.)

智能物流用磁流变视觉识别AGV无人导航系统及其导航方法

技术领域

本发明涉及一种智能物流用磁流变视觉识别AGV无人导航系统。

背景技术

现在的AGV小车导航,往往是通过在行进路径上设置反馈参照物,如二维码识别、RFID识别等方式,这种导航方式使得AGV小车的运行路线固定,灵活性较差,且在反馈参照物被遮挡时,会导航丢失的问题,导航可靠性较低。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点,提供一种智能物流用磁流变视觉识别AGV无人导航系统。

为实现上述目的,本发明的具体方案如下:

一种智能物流用磁流变视觉识别AGV无人导航系统,包括AGV小车以及沿横向和纵向均等间隔铺设在地面上多个磁条;

所述磁条顶面为沿其长度方向的斜面,且同位于横向或纵向方向上的各个磁条的斜面的倾斜方向相同;位于横向的磁条与位于纵向的磁条形成一磁场坐标网;

所述AGV小车包括车体、车辆控制模块、图像处理模块和磁流变成像装置;所述车辆控制模块和图像处理模块均设于车体上,所述磁流变成像装置安装在车体底部中心位置;

所述磁流变成像装置包括成像框体、磁流变液槽、两个第一摄像机、一个第二摄像机、两个激光发射器、上盖,所述磁流变液槽穿设于成像框体的底部,所述磁流变液槽内存储有磁流变液,所述两个第一摄像机对应穿设于成像框体相邻的两侧壁上,所述两个激光发射器对应固定在成像框体另一相邻的两侧壁上并位于成型框体内,所述激光发射器可发出线状激光束,所述成型框体另一相邻的两侧壁上均设有标尺板,所述标尺板对应位于激光发射器的下方,所述上盖盖合在成像框体的顶部,所述上盖顶部连接在车体上,所述第二摄像机竖直向下设于上盖的中心。

本发明进一步地,所述磁流变成像装置通过一弹性连接机构安装在车体上,所述磁流变成像装置的底部对应设有支撑行走机构。

本发明进一步地,所述弹性连接机构包括下U型铰接架、中间铰接轴、上U型铰接架、连接座和弹簧,所述下U型铰接架的上端铰接在中间铰接轴上,所述上U型铰接的下端铰接在中间铰接轴上,所述下U型铰接架、中间铰接轴、上U型铰接架之间形成十字轴万向节结构,所述连接座型面套接在上U型铰接架的上端,所述连接座的顶部固定在车体底部的中心,所述弹簧套设于上U型铰接架和连接座上,所述弹簧的两端分别与上U型铰接架和连接座抵接,所述上盖顶部固定在下U型铰接架的下端。

本发明进一步地,所述支撑行走机构包括行走座体和四个球轮,所述行走座体固定在成像框体上,且所述行走座体设有供磁流变液槽穿过的通孔,所述行走座体的四个角位置均设有球体安装部,所述每个球体安装部均设有球窝,所述四个球轮一一对应活动嵌设于四个球窝内。

本发明进一步地,所述每个球体安装部均设有与球窝连通的吸尘通道,所述每个球轮上均开设有吸尘孔。

本发明进一步地,所述车体的前后左右四个端部均设有超声波雷达。

本发明进一步地,所述每个磁条通过树脂密封在地面上,并保持与地面齐平。

本发明的有益效果为:本发明通过在地面上铺设横向和纵向排列的磁条形成一磁场坐标网,并利用磁流变液将磁条的磁场大小转化为液柱的高度大小,接着通过磁流变成像装置进行视觉识别,从而分析得出AGV小车的坐标信息、行进方向和姿态信息,进而实现AGV小车的自主导航,具有信息采集速度快、识别精度高、灵活性好的特点,且不存在因反馈信号被遮挡等问题造成导航丢失,提高了导航的可靠性。

附图说明

图1是本发明的立体图;

图2是本发明的剖视图;

图3是本发明的AGV小车的立体图;

图4是本发明的磁流变成像装置与弹性连接机构配合的立体图;

图5是本发明的磁流变成像装置的半剖面示意图;

图6是本发明的弹性连接机构的立体图;

附图标记说明:100、地面;200、AGV小车;1、车体;2、车辆控制模块;3、图像处理模块;4、磁流变成像装置;41、成像框体;42、磁流变液槽;43、第一摄像机;44、第二摄像机;45、激光发射器;46、上盖;47、磁流变液;48、标尺板;49、支撑行走机构;491、行走座体;492、球轮;493、吸尘通道;494、吸尘孔;5、弹性连接机构;51、下U型铰接架;52、中间铰接轴;53、上U型铰接架;54、连接座;55、弹簧;6、超声波雷达;300、磁条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明,并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图6所示,本实施例所述的一种智能物流用磁流变视觉识别AGV无人导航系统,包括AGV小车200以及沿横向和纵向均等间隔铺设在地面100上多个磁条300;优选地,每个磁条300通过树脂密封在地面100上,并保持与地面100齐平,以便保护磁条300,避免异物嵌入缝隙内;所述磁条300顶面为沿其长度方向的斜面,且同位于横向或纵向方向上的各个磁条300的斜面的倾斜方向相同;位于横向的磁条300与位于纵向的磁条300形成一磁场坐标网;即磁条300的顶面与地面100的距离沿磁条300的长度方向是线性变化,磁条300的磁场大小沿其长度方向也是线性变化的,即磁条300沿其长度方向的每个位置的磁场强度是唯一的,如此利用横向和纵向相互垂直分布的磁条300配合,从而形成一个磁场坐标网;

所述AGV小车200包括车体1、车辆控制模块2、图像处理模块3和磁流变成像装置4;所述车辆控制模块2和图像处理模块3均设于车体1上,所述磁流变成像装置4安装在车体1底部中心位置;

所述磁流变成像装置4包括成像框体41、磁流变液47槽42、两个第一摄像机43、一个第二摄像机44、两个激光发射器45、上盖46,所述磁流变液47槽42穿设于成像框体41的底部,所述磁流变液47槽42内存储有磁流变液47,所述两个第一摄像机43对应穿设于成像框体41相邻的两侧壁上,所述两个激光发射器45对应固定在成像框体41另一相邻的两侧壁上并位于成型框体内,所述激光发射器45可发出线状激光束,所述成型框体另一相邻的两侧壁上均设有标尺板48,所述标尺板48对应位于激光发射器45的下方,所述上盖46盖合在成像框体41的顶部,所述上盖46顶部连接在车体1上,所述第二摄像机44竖直向下设于上盖46的中心。

本实施例的工作方式是:工作时,AGV小车200与地面100接触,磁流变成像装置4位于地面100上方,使得磁流变液47槽42内的磁流变液47受到磁条300产生的磁场作用,并在磁场作用下沿磁场方向产生凸起,从而在磁流变液47表面上形成截面为抛物线的液柱,而液柱的高度由磁条300产生的磁场大小决定,即将磁条300的磁场大小转化为液柱高度信息,同时两个激光发射器45同时朝向磁流变液47表面上发出线状激光束,两束线状激光束的交点为AGV小车200中心在磁流变液47表面上的投影重合,此时通过两个第一摄像机43从长和宽两个方向拍摄磁流变液47表面上液柱的图像信息,并将图像信息传递至图像处理模块3,图像处理模块3通过视觉识别图像信息中液柱最高点与标尺板48的刻度对比,获得液柱的高度信息,通过获得的高度信息与磁场坐标网比对,从而获得AGV小车200的坐标信息,同时将位于同一横向或同一纵向上两个时刻之间成型的液柱高度变化进行对比,从而获得小车的行进方向;同时第二摄像机44拍摄拍摄磁流变液47的俯视图像信息,并将俯视图像信息传递至图像处理模块3上,图像处理模块3通过视觉识别出液柱的排列信息以及识别出位于同一横向或同一纵向上首尾两液柱之间的连线与两线状激光束之间的交点之间的位置和角度进行分析,从而获得AGV小车200的姿态信息,接着图像处理模块3将AGV小车200的坐标信息、行进方向、姿态信息传递至车辆控制模块2,车辆控制模块2根据上述信息对AGV小车200进行导航和控制,从而实现AGV小车200的自主导航功能。

本实施例通过在地面100上铺设横向和纵向排列的磁条300形成一磁场坐标网,并利用磁流变液47将磁条300的磁场大小转化为液柱的高度大小,接着通过磁流变成像装置4进行视觉识别,从而分析得出AGV小车200的坐标信息、行进方向和姿态信息,进而实现AGV小车200的自主导航,具有信息采集速度快、识别精度高、灵活性好的特点,且不存在因反馈信号被遮挡等问题造成导航丢失,提高了导航的可靠性。

基于上述实施例的基础上,进一步地,所述磁流变成像装置4通过一弹性连接机构5安装在车体1上,所述磁流变成像装置4的底部对应设有支撑行走机构49。如此设置,在弹性连接机构5的作用下,支撑行走机构49与地面100接触,并在弹性连接机构5的弹性作用下,使得磁流变成像装置4与地面100保持恒定距离,保障导航的精度,适应地面100存在高低起伏的路况,适用性更强。

基于上述实施例的基础上,进一步地,所述弹性连接机构5包括下U型铰接架51、中间铰接轴52、上U型铰接架53、连接座54和弹簧55,所述下U型铰接架51的上端铰接在中间铰接轴52上,所述上U型铰接的下端铰接在中间铰接轴52上,所述下U型铰接架51、中间铰接轴52、上U型铰接架53之间形成十字轴万向节结构,所述连接座54型面套接在上U型铰接架53的上端,所述连接座54的顶部固定在车体1底部的中心,所述弹簧55套设于上U型铰接架53和连接座54上,所述弹簧55的两端分别与上U型铰接架53和连接座54抵接,所述上盖46顶部固定在下U型铰接架51的下端。

实际使用时,弹簧55通过十字轴万向节结构向磁流变成像装置4施加弹性压力,使得支撑行走机构49与地面100接触,利用十字轴万向节结构的特性,使得磁流变成像装置4能够在地面100存在高低起伏时能够自适应摆动,同时在弹性压力作用下,使得支撑行走机构49始终保持与地面100接触,从而保证磁流变成像装置4与地面100保持恒定距离。

基于上述实施例的基础上,进一步地,所述支撑行走机构49包括行走座体491和四个球轮492,所述行走座体491固定在成像框体41上,且所述行走座体491设有供磁流变液47槽42穿过的通孔,所述行走座体491的四个角位置均设有球体安装部,所述每个球体安装部均设有球窝,所述四个球轮492一一对应活动嵌设于四个球窝内。如此利用球轮492的滚动,减小摩擦力,移动更为灵活,适应地面100上不同的路况。

基于上述实施例的基础上,进一步地,所述每个球体安装部均设有与球窝连通的吸尘通道493,所述每个球轮492上均开设有吸尘孔494。实际使用时,吸尘通道493与外界吸尘管道连接,利用球轮492上的吸尘孔494对地面100上的灰尘等杂物进行真空吸附清除,保证地面100的干净整洁,避免对磁条300的磁场产生干扰。

基于上述实施例的基础上,进一步地,所述车体1的前后左右四个端部均设有超声波雷达6。如此设置,利用四个超声波雷达6对车体1周围的障碍物分布情况进行检测,以便车辆控制模块2综合周围障碍物分布情况进行规划出最佳路径,导航更加安全。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,包含在本发明专利申请的保护范围内。

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