具体实施方式

实施例：本申请提供了一种基于激光传感器的末端定位方法，结合参考图1至图4，该基于激光传感器的末端定位方法可以包括以下步骤。

步骤1，检测目标类型。

激光末端定位方法可以检测的目标类型包括：目标的直线轮廓、固定在目标上的反光板或站板。

对于目标的轮廓检测，目前只检测直线特征，需要提取目标的直线特征，要求目标在叉齿前方具有平面或横梁的结构，便于激光检测提取直线。此外，对箱体的轮廓检测，要求检测到正面和侧面两个平面的直线轮廓，其他目标类型一般只需要检测一条直线特征。

一般要求目标的尺寸统一，AGV自身系统的计算结果是直线段的中点坐标和直线在车体坐标系的方位角，直线段的方位角如图2所示，图中的α是方位角，可以看到，方位角的含义是直线的法线(垂线)和x轴正方向的夹角，取值范围为[-π,π]。

对于反光板的检测，要求每个目标上设有两个反光板且反光板的间距相同，反光板的检测结果是确定两个反光板的质心的坐标，以及反光板连线的直线在车体坐标系的方位角。

对于站板的检测，要求每个目标上设置一个站板且记录站板相对目标位置的姿态，或者，要求每个目标上设置两个站板且站板的间距相同。

步骤2，标定激光扫描仪的安装角度，标定激光传感器的坐标，计算车体相对于目标特征的位置和姿态角，实现对目标的定位。

其中，激光的安装角度是激光的x轴和车体x轴的夹角，对避障激光来说，安装时该角度值一般为135度，由于存在操作失误，需要通过标定找出该角度的精确值，通常要求改角度的误差小于0.5度，即弧度，约0.01弧度，越精确越好。

如图3所示，首先将车子推到一堵墙或平整的货物面前，叉齿对着目标，保证激光扫描仪能扫描到目标。图3中的A和B两点分别表示叉车的左右两个定轮，a和b分别表示两个定轮到墙体的距离，d表示左右定轮的测量点之间的距离。

标定激光扫描仪的安装角度，包括：

S11，默认安装角度为270度，安装弧度为记作angle_low；

S12，将车子推到平面目标面前按照要求摆放，将叉齿对着目标，确认激光扫描仪能够扫描到目标；测量出左定轮到平面目标的距离a、右定轮到平面目标的距离b以及左右定轮的测量点之间的距离d；对于部分AGV机器人，门架两侧安装有测距光电，当测距光电标定准确后，可通过测距光电传感器直接获取a、b、d的数值；

S13，计算出目标平面的直线(墙体直线)在车体坐标系下的方位角，由图中的几何关系可以计算出公式为：

S14，根据AGV小车自身系统计算出直线方位角的弧度值，并与S13计算出的方位角求差值dθ；

S15，将默认安装弧度值angle_low增加或减去差值dθ，更新作为新的angle_low的值，即angle_low替换为增加或减去dθ以后的值；

S16，重复S14和S15，当弧度的差值dθ小于0.01，即安装角度差值小于0.5度时标定结束；需要说明的是，由于激光测量数值存在波动，每次AGV小车自身系统计算出直线方位角的弧度值略有差别，只要波动的差值在误差要求范围内即可；

S17，将车体更换姿态，重复S12至S14，验证差值dθ是否满足要求，若不满足，则微调angle_low参数的值。

对于激光传感器的坐标的标定，首先摆放车体，如图4所示，使得车体的中轴线尽量对准取货目标前表面的中点位置，这里摆放时不要求严格对齐，后续会测量该偏差，为了保证测量的精度，车体要距离取货目标近一些，尽量小于5米。

标定激光传感器的坐标，包括：

S21，通过物理方法(手工测量)初步估算激光传感器的坐标x_low和y_low，单位为米，这两个值为激光中心到车体中心的坐标，不同车型和安装位置，数值会不一样；

S22，计算目标位置的先验信息，大致测量箱体或取货目标中点在车体坐标系下的坐标值x,y；需要注意的是，若x和y的值和实际摆放偏差较多，最终计算结果会失败；

S23，通过激光传感器采集箱体或取货目标信息，根据AGV小车自身系统计算出目标相对于车体的坐标；若车体中轴线对准取货目标中点，则y坐标值应非常接近零(小于1cm)；

S24，测量取货目标表面中点在车体坐标系下的坐标值，在测量前表面中点时，通过十字光标准确标定出车体中轴线的位置，与目标中点位置值相减，得到x,y坐标的偏差值dx,dy；

S25，利用初步估算的激光传感器的坐标x_low和y_low，分别减去或加上偏差值dx,dy，并更新作为新的坐标x_low和y_low的值，即将坐标x_low和y_low替换成增加或减去偏差值dx,dy以后的值；

S26，重复S23至S25，直到AGV小车自身系统计算出的目标的坐标与测量结果接近，相差在预定范围内(正负1cm左右)，结束标定；若偏差稍大，可对x_low和y_low的参数值进行微调，调整幅度在毫米的量级；

S27，当标定完成后将车更换位置，重复上述步骤，验证末端定位的结果与实测值是否一致，确定偏差是否满足精度要求。

需要注意的是：对激光传感器坐标的标定是建立在角度已经标定准确的前提下而进行的，当激光扫描仪的安装角度发生变化时，即参数angle_low被更改后，激光传感器的坐标必须重新标定，即参数x_low和y_low。

综上所述，本申请提供的基于激光传感器的末端定位方法，通过激光传感器进行末端定位，对激光扫描仪的安装角度和激光传感器的坐标进行标定，提高定位精度。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或者两个以上。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。