阅读说明：本技术 一种agv激光雷达定位系统及方法 (AGV laser radar positioning system and method ) 是由 陈文成 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种AGV激光雷达定位系统,所述激光雷达定位系统包括反光膜组及AGV。本发明还提供一种AGV激光雷达定位方法,所述AGV激光雷达定位方法应用于AGV激光雷达定位装置,所述AGV激光雷达定位方法通过激光雷达接收反光膜的反光信号；基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合,以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标；根据计算到的所述方向坐标确认AGV在反光膜坐标系下的坐标。本发明以反光强度递增/递减的形式布置反光膜组,并将已布置的反光膜组设置在AGV站台工作,以激光雷达接收反光膜组反射的反光信号强度计算AGV的位置坐标,无需设置高成本的辅助定位装置,并实现了提高AGV定位精确度的有益效果。(The invention provides an AGV laser radar positioning system which comprises a reflecting film group and an AGV. The invention also provides an AGV laser radar positioning method, which is applied to the AGV laser radar positioning device and receives a reflection signal of the reflection film through the laser radar; performing linear fitting based on the signal intensity value of the reflection signal, and calculating the direction coordinate of the reflection film under a laser radar coordinate system according to the fitting result of the linear fitting; and confirming the coordinate of the AGV under the reflective film coordinate system according to the calculated direction coordinate. According to the invention, the reflecting film groups are arranged in a mode of increasing/decreasing the reflecting intensity, the arranged reflecting film groups are arranged on the AGV platform to work, the position coordinates of the AGV are calculated by using the intensity of the reflecting signal reflected by the reflecting film groups received by the laser radar, a high-cost auxiliary positioning device is not required to be arranged, and the beneficial effect of improving the positioning accuracy of the AGV is realized.)

一种AGV激光雷达定位系统及方法

技术领域

本发明涉及AGV定位的技术领域，尤其涉及一种AGV激光雷达定位系统及方法。

背景技术

目前使用激光自然导航的工业/服务类自自动运输小车(AGV)得到了广泛应用，且现有技术的自主移动机器人一般通过自身具有的激光雷达或者定位装置进行定位，但是其定位精度普遍不高。若是在需要高精度定位的区域应用自主移动机器人时，可能需要安装一些辅助设备来提高定位精度，因此提高了自主移动机器人的应用成本，可能导致用户的使用体验降低并在一定程度上降低了自主移动机器人的推广。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种AGV激光雷达定位系统及方法，旨在解决现有技术中AGV自身定位装置的定位精度不高，不能满足高精度定位区域的AGV应用的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种AGV激光雷达定位系统，所述激光雷达定位系统包括反光膜组及AGV，所述反光膜组包括多个呈间隔设置在AGV站台工位的反光膜，多个所述反光膜依据反光强度递增/递减依次排布；

所述反光膜组的安装高度与所述AGV激光雷达的设置高度平行。

可选地，所述激光雷达定位系统包括两个所述反光膜组，两个所述反光膜组对称设置在所述AGV站台工位。

为实现上述目的，本发明还提供一种AGV激光雷达定位方法，所述AGV激光雷达定位方法应用于AGV激光雷达定位装置，所述AGV激光雷达定位方法包括：

通过激光雷达接收反光膜的反光信号；

基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标；

根据计算到的所述方向坐标确认AGV在反光膜坐标系下的坐标。

可选地，所述通过激光雷达接收反光膜的反光信号的步骤，还包括：

确定所述反光膜的初始坐标，并根据所述反光膜的初始坐标划分反光信号搜索范围；

通过激光雷达在所述反光信号搜索范围内接收所述反光膜的反光信号。

可选地，所述确定所述反光膜的初始坐标，并根据所述反光膜的初始坐标划分反光信号搜索范围的步骤之前，还包括：

确定所述AGV的目标对接工位，并基于所述目标对接工位获取对应工位辅助位的全局坐标；

将所述全局坐标代入预设的激光地图计算所述反光膜的初始坐标。

可选地，所述确定所述AGV的目标对接工位，并基于所述目标对接工位获取对应工位辅助位的全局坐标的步骤之前，还包括：

确认AGV的对接工位，标记所述对接工位对应的工位辅助位；

登记所述工位辅助位的全局坐标。

可选地，所述将所述全局坐标代入预设的激光地图计算所述反光膜的初始坐标的步骤之前，还包括：

根据AGV的激光雷达的应用，以预设格式构建所述预设的激光地图。

可选地，所述基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标的步骤，还包括：

确认所述反光信号的信号强度值，以所述信号强度值确认反光膜的坐标；

以所述反光膜的坐标划分反光膜组，直线拟合所述反光膜组。

可选地，所述基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标的步骤，还包括：

根据拟合结果确定直线方程的直线交点；

确认直线交点的交点坐标，以所述交点坐标计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标。

可选地，所述根据计算到的所述方向坐标确认AGV在反光膜坐标系下的坐标的步骤，还包括：

将所述方向坐标输入预设的转换公式，根据转换结果确认所述AGV在反光膜坐标系下的坐标。

本发明提供一种AGV定位系统及AGV激光雷达定位方法，以反光强度递增/递减的形式布置反光膜组，并将已布置的反光膜组设置在AGV站台工作，以激光雷达接收反光膜组反射的反光信号强度计算AGV的位置坐标，无需设置高成本的辅助定位装置，并实现了提高AGV定位精确度的有益效果。

附图说明

图1为本发明AGV激光雷达定位系统的结构示意图；

图2为反光膜组的设置示意图；

图3为本发明AGV激光雷达定位方法第一实施例的流程示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：通过激光雷达接收反光膜的反光信号；基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标；根据计算到的所述方向坐标确认AGV在反光膜坐标系下的坐标。

现有技术的自主移动机器人一般通过自身具有的激光雷达或者定位装置进行定位，但是其定位精度普遍不高。若是在需要高精度定位的区域应用自主移动机器人时，可能需要安装一些辅助设备来提高定位精度，因此提高了自主移动机器人的应用成本，可能导致用户的使用体验降低并在一定程度上降低了自主移动机器人的推广。

本发明提供一种解决方案，以反光强度递增/递减的形式布置反光膜组，并将已布置的反光膜组设置在AGV站台工作，以激光雷达接收反光膜组反射的反光信号强度计算AGV的位置坐标，无需设置高成本的辅助定位装置，并实现了提高AGV定位精确度的有益效果。

如图1所示，图1为本发明消毒机器人的结构示意图，所述激光雷达定位系统包括反光膜组及AGV，所述反光膜组包括多个呈间隔设置在AGV站台工位的反光膜，多个所述反光膜依据反光强度递增/递减依次排布；

另，所述反光膜组的安装高度与所述AGV激光雷达的设置高度平行。

另外，所述激光雷达定位系统包括两个所述反光膜组，两个所述反光膜组对称设置在所述AGV站台工位，可查看图2，图2为反光膜组的设置示意图。

如上所述，在所述AGV激光雷达定位系统中，以反光膜组及AGV形成的激光雷达定位方式，还包括在AGV的存储器中植入相关的AGV激光雷达定位程序，所述AGV激光雷达定位程序在被处理器执行时，实现如下操作：

通过激光雷达接收反光膜的反光信号；

基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标；

根据计算到的所述方向坐标确认AGV在反光膜坐标系下的坐标。

进一步的，所述处理器可以调用储存于所述存储器中的AGV激光雷达定位程序，并执行以下操作：

确定所述反光膜的初始坐标，并根据所述反光膜的初始坐标划分反光信号搜索范围；

通过激光雷达在所述反光信号搜索范围内接收所述反光膜的反光信号。

进一步的，所述处理器可以调用储存于所述存储器中的AGV激光雷达定位程序，并执行以下操作：

确定所述AGV的目标对接工位，并基于所述目标对接工位获取对应工位辅助位的全局坐标；

将所述全局坐标代入预设的激光地图计算所述反光膜的初始坐标。

进一步的，所述处理器可以调用储存于所述存储器中的AGV激光雷达定位程序，并执行以下操作：

确认AGV的对接工位，标记所述对接工位对应的工位辅助位；

登记所述工位辅助位的全局坐标。

进一步的，所述处理器可以调用储存于所述存储器中的AGV激光雷达定位程序，并执行以下操作：

根据AGV的激光雷达的应用，以预设格式构建所述预设的激光地图。

进一步的，所述处理器可以调用储存于所述存储器中的AGV激光雷达定位程序，并执行以下操作：

确认所述反光信号的信号强度值，以所述信号强度值确认反光膜的坐标；

以所述反光膜的坐标划分反光膜组，直线拟合所述反光膜组。

进一步的，所述处理器可以调用储存于所述存储器中的AGV激光雷达定位程序，并执行以下操作：

根据拟合结果确定直线方程的直线交点；

确认直线交点的交点坐标，以所述交点坐标计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标。

进一步的，所述处理器可以调用储存于所述存储器中的AGV激光雷达定位程序，并执行以下操作：

将所述方向坐标输入预设的转换公式，根据转换结果确认所述AGV在反光膜坐标系下的坐标。

本实施例根据上述方案，以反光强度递增/递减的形式布置反光膜组，并将已布置的反光膜组设置在AGV站台工作，以激光雷达接收反光膜组反射的反光信号强度计算AGV的位置坐标，无需设置高成本的辅助定位装置，并实现了提高AGV定位精确度的有益效果。

基于上述硬件构架，提出本发明AGV激光雷达定位方法的实施例。

参照图3，图3为本发明AGV激光雷达定位方法的第一实施例，所述AGV激光雷达定位方法包括以下步骤：

步骤S10，通过激光雷达接收反光膜的反光信号；

基于当前的激光雷达定位系统的反光膜组安装结构，通过激光雷达接收所述反光膜组中反光膜的反光信号，所述反光信号为反光膜组中反光膜基于当前环境光源到的光信号，或者为所述激光雷达扫描所述反光膜组反馈的反光信号。由于反光膜在接收到光源后，基于材质特殊性将光线反射出来，而所述反光膜组在布置时，其安装高度与AGV的激光雷达所在位置的高度平行，因此，其激光雷达能够扫描到所有反光膜组的反光膜。另外，由于当前AGV使用空间范围内，可能包括多个AGV，为避免受到其他AGV布置的反光膜组的影响，在安置所述反光膜组时，需基于所述反光膜组划分反光信号搜索范围，即所述通过激光雷达接收反光膜的反光信号的步骤，还包括：

确定所述反光膜的初始坐标，并根据所述反光膜的初始坐标划分反光信号搜索范围；

通过激光雷达在所述反光信号搜索范围内接收所述反光膜的反光信号。

根据当前已安置的反光膜组，确认所述反光膜组中反光膜的初始坐标，进一步的，基于所述反光膜的初始坐标以预设数值为半径划分搜索范围，其中，所述预设数值为基于当前AGV使用空间下相邻AGV车辆的车辆间距定义的搜索半径。如此，根据已划分的反光信号搜索范围，在所述反光信号搜索范围内搜索反光信号，即，在所述反光信号搜索范围内接收所述反光膜的反光信号。

另外，在基于反光膜的初始坐标划分信号搜索范围时，需提前确认所述反光膜的初始坐标，而所述初始坐标为基于对接工位所设置的，因此，所述确定所述反光膜的初始坐标，并根据所述反光膜的初始坐标划分反光信号搜索范围的步骤之前，还包括：

确定所述AGV的目标对接工位，并基于所述目标对接工位获取对应工位辅助位的全局坐标；

将所述全局坐标代入预设的激光地图计算所述反光膜的初始坐标。

基于当前的目标AGV，确认所述AGV的目标对接工位，所述目标对接工位为所述AGV基于当前运行轨迹所执行对接操作的工作位。如此，在确认基于当前AGV的目标对接工位时，以所述目标对接工位获取对应工位辅助位的全局坐标，而所述工位辅助位为基于所述目标对接工位的人工设置位置，作为当前定位的参照物，因此，所述确定所述AGV的目标对接工位，并基于所述目标对接工位获取对应工位辅助位的全局坐标的步骤之前，还包括：

确认AGV的对接工位，标记所述对接工位对应的工位辅助位；

登记所述工位辅助位的全局坐标。

在基于当前有位置确认需求的AGV，以所述AGV的运行轨迹确定AGV的对接工位，而基于所述对接工位标记所述对接工位对应的工位辅助位，在标记所述工位辅助位时，可基于人工形式确认所述工位辅助位的所在位置，或基于所述对接工位的位置坐标计算对应工位辅助位的所在位置，如此，其工位辅助位的所在位置具备已知的位置参数，因此，根据所述工位辅助位的全局坐标，将所述全局坐标代入至预设的激光地图，以所述预设的激光地图计算所述反光膜的初始坐标。进一步的，所述预设的激光地图，为基于当前AGV位置检测需求所安装的激光雷达装置，或者所述激光雷达为AGV本身具备的功能模块或功能装置，如此，基于所述激光雷达的设置，以预设的激光雷达设置格式构建所述预设的激光地图，即所述将所述全局坐标代入预设的激光地图计算所述反光膜的初始坐标的步骤之前，还包括：

根据AGV的激光雷达的应用，以预设格式构建所述预设的激光地图。

如上所述，其激光地图为基于当前AGV的激光雷达装置所构建的激光应用地图。在实际应用中，其构建所述预设的激光地图可应用现有技术的激光SLAM构图方式，例如GMapping、Karto、Cartographer等构图方法构建激光地图，而基于所述预设的激光地图为当前激光雷达的应用范围所做的，因此所述预设的激光地图定义为初始化激光地图。

步骤S20，基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标；

根据当前安装的反光膜接收反光信号，确认所述反光信号的信号强度值，由于已安装的所述反光膜具备不同的反光强度，因此，其接收到的基于所述反光膜的反光信号的强弱度会有差异。如此，基于所述反光膜的安装形式，以反光信号的信号强度值为基准形成反光膜直线，并将直线进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标。期间，在基于所述反光信号直线所述反光膜时，需确认所述反光膜的所在坐标，以所述坐标划分反光膜组，继而以反光膜组为直线单位进行两条反光膜直线的直线拟合操作，即所述基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标的步骤，还包括：

确认所述反光信号的信号强度值，以所述信号强度值确认反光膜的坐标；

以所述反光膜的坐标划分反光膜组，直线拟合所述反光膜组。

在接收到基于所述反光膜的反光信号后，确认所述反光信号的信号强度值，并基于所述信号强度值确认反光膜的坐标，由于反光膜具备已知的反光强度以及安装位置，因此根据接收到的反光信号，可通过确定信号强度值对应确认所述反光膜的坐标，进一步的，基于已确认的所述反光膜的坐标划分反光膜组，以反光膜组为单位连成反光膜位置直线。在本发明方法中，具备两个反光膜组，因此，所连成的基于所述反光膜坐标连成的反光膜位置直线为两条，将两条之间拟合，根据拟合结果确认所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标。进一步的，在直线拟合所述反光膜位置直线时，其拟合操作为预设的操作步骤，因此，所述基于所述反光信号的信号强度值进行直线拟合，以所述直线拟合的拟合结果计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标的步骤，还包括：

根据拟合结果确定直线方程的直线交点；

确认直线交点的交点坐标，以所述交点坐标计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标。

根据反光膜坐标连成的反光膜位置直线，延长所述位置直线得到所述直线交点，根据位置直线的位置坐标计算基于所述位置直线的直线交点的交点坐标，进一步的，以所述交点坐标计算所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标。其中，以直线位置计算直线交点的位置坐标计算方式，可应用现有的直线坐标计算公式，在此不多赘述。进一步的，在以所述直线位置计算直线交点的位置坐标时，通过交点坐标确定反光膜在激光雷达坐标系下的Y方向坐标和角度值；找到两条强度直线的交点所对应的激光点距离和角度值，确定反光膜在激光雷达坐标系下的X方向坐标，以所述X方向坐标及所述Y方向坐标确认所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标。

步骤S30，根据计算到的所述方向坐标确认AGV在反光膜坐标系下的坐标。

根据当前已确认的所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标，转换所述方向坐标以确认所述AGV在反光膜坐标系下的坐标，如此，所述根据计算到的所述方向坐标确认AGV在反光膜坐标系下的坐标的步骤，还包括：

将所述方向坐标输入预设的转换公式，根据转换结果确认所述AGV在反光膜坐标系下的坐标。

根据已确认的所述反光膜在激光雷达坐标系下的方向坐标，将所述方向坐标输入至预设的转换公式，以所述转换公式的转换结果确认所述AGV在反光膜坐标系下的坐标。所述转换公式如下：

本实施例中，以反光强度递增/递减的形式布置反光膜组，并将已布置的反光膜组设置在AGV站台工作，以激光雷达接收反光膜组反射的反光信号强度计算AGV的位置坐标，无需设置高成本的辅助定位装置，并实现了提高AGV定位精确度的有益效果。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。