一种面型激光定位系统、agv定位校准系统、以及agv定位方法

文档序号:1935210 发布日期:2021-12-07 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 一种面型激光定位系统、agv定位校准系统、以及agv定位方法 (Surface type laser positioning system, AGV positioning calibration system and AGV positioning method ) 是由 程宏宝 高骏爽 程远 于 2021-08-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种面型激光定位系统、AGV定位校准系统、以及AGV定位方法,通过运维调度系统向AGV导航控制系统发送包括位置及路径信息在内的调度指令;通过AGV导航控制系统引导AGV运动控制系统的行进路径;通过面型激光定位系统接收所述运维调度系统发出的工作指令、并发出同步光、面型扫描激光。定位基站首先发射同步光,然后依次发射绕水平轴与绕竖直轴旋转面型激光,对应的光敏传感器能够接收同步光与扇形激光,根据接收时间差、激光扫描角速度、光敏传感器相对距离等参数计算得到定位模块的位置与姿态数据。基于此,本发明能够使得AGV站点进行自动的精细校准,无需人工调整,提高AGV站点精确校准的效率。(The invention relates to a surface type laser positioning system, an AGV positioning calibration system and an AGV positioning method.A scheduling instruction including position and path information is sent to an AGV navigation control system through an operation and maintenance scheduling system; guiding a traveling path of an AGV motion control system through an AGV navigation control system; and receiving a working instruction sent by the operation and maintenance scheduling system through a surface type laser positioning system, and sending synchronous light and surface type scanning laser. The positioning base station firstly emits synchronous light, then sequentially emits surface type laser rotating around a horizontal shaft and a vertical shaft, the corresponding photosensitive sensors can receive the synchronous light and the fan-shaped laser, and position and attitude data of the positioning module are obtained through calculation according to parameters such as receiving time difference, laser scanning angular speed and relative distance of the photosensitive sensors. Based on the method, the AGV station can be automatically and finely calibrated without manual adjustment, and the efficiency of accurately calibrating the AGV station is improved.)

一种面型激光定位系统、AGV定位校准系统、以及AGV定位方法

技术领域

本发明涉及移动机器人停靠定位领域,具体涉及一种面型激光定位系统、AGV定位校准系统、以及AGV定位方法。

背景技术

目前移动AGV主要的定位导航方式有惯性导航、磁条导航、slam激光导航、二维码导航、视觉导航。在目前的移动AGV中使用较多的是二维码导航与slam激光导航作为主流导航方式。二维码导航需要在地面粘贴二维码,但二维码比较容易磨损需要定期维护且美观性不高。Slam激光导航是通过扫描外界环境通过对一些明显的建筑作为定位参照物实现定位导航,相比于二维码导航,激光slam导航的柔性化程度更高。

但无论是二维码导航还是Slam激光导航均需要建立站点,作为AGV的路径规划点或停靠操作点。如果对站点精度要求较高,那么在粘贴二维码标识时需要保证粘贴点的位置与姿态准确,当站点数量过多时,那么所需要的时间很多降低了效率。

现有激光导航:AGV小车在行驶路径上安装精确反射板,AGV通过发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,从而确定其当前的位置以及方向。AGV小车初始位置计算:AGV小车停止不动,激光扫描仪至少可测4条光束,至少看到4块反射板,在已知反射板的精确位置(X,Y),AGV会连续的计算小车当前的位置,根据估算的新位置关联反射板,去修正自身位置,以此来修正下一步动作;或采用无反射板激光导航即激光slam应用,AGV行业内目前主要还是以2D导航雷达为主,在一些特殊的应用场景或室外重载AGV的应用中,会使用3D导航雷达。SLAM系统以激光扫描仪为观测敏感器,以树干为环境特征点,通过在水平方向180°视角扫面,返回特征点相对车辆距离与视线角,测量精度分别为1m/s和1.5°,输出频率为5Hz。GPS输出位置信息精度为3m,频率1Hz。SLAM采用分支界限联合兼容数据关联方法与压缩卡尔曼滤波方法。新地图元素的加入主要是三维地图点和关键帧。

Slam激光导航有两种建立站点的方式,一是在扫描好的地图上直接建立站点,二是通过实际环境将AGV移动至目标位置建立站点位置,该站点位置会显示在地图上。

使用第一种方式建立站点,由于扫描地图与实际环境有区别,所以在地图上建立站点的精度较低,使用第二种方式建立站点同样需要人为精细校准点位及姿态,一旦点位较多就会造成效率低下。

发明内容

发明目的:本发明采用一套激光定位装置对AGV的站点进行自动的精细校准,尤其是位置与角度的双重调整校准,无需人工调整,提高AGV站点精确校准的效率,从而有效解决现有技术存在的上述问题。低成本的AGV定位系统在各种生产仓库、物流和存储系统中的广泛应用有着极大的需求。本发明也为了解决此问题。

技术方案:提出一种AGV定位校准系统,系统包括定位基站、定位模块、定位模块包含数据计算模块、信息发送模块、光敏传感器;所述定位模块接收由所述定位基站发出的扇形激光,根据光敏传感器接收的激光角度与各光敏传感器之间的距离获得所述定位模块本体与所述定位基站的位置与姿态信息;

定位基站,固定在AGV上,向外发射同步光与两扇面型激光,同步光向前方散射,面型激光分别绕基站水平轴与竖直轴旋转形成周期性扫描的面型激光;

定位模块,镶嵌在货柜预定位置处,数据计算模块嵌入在所述定位模块内,用于对定位模块进行位置与姿态计算,光敏传感器接收由所述定位基站发出的同步光与扇形激光,数据计算模块根据定位模块上表面安装的多个光敏传感器接收同步光与扇形激光的时间差对光敏传感器相对于定位基站的角度进行计算,并结合各个光敏传感器之间的实际距离可以计算得出各个光敏传感器相对于定位基站的坐标;数据计算模块根据各个光敏传感器在定位模块上方的位置计算定位模块本体相对于所述定位基站的位置与姿态信息。

数据计算模块,嵌入在所述定位模块内,用于根据光敏传感器接收同步光与扇形激光的时间差、定位基站扇形激光的扫描角速度数据计算光敏传感器相对于基站的位置坐标,并根据各个光敏传感器在定位模块上的安装位置计算获得定位模块本体相对于定位基站的到达角度信息;数据计算模块记录时间差,根据参数进行数学运算求解。

所述定位模块上光敏传感器的布置数量为3个或以上;4-5个均可。

定位基站除旋转面激光发射组件外还包括同步光发射组件,旋转面激光发射组件包括绕水平轴旋转面激光和绕竖直轴旋转面激光,同步光发射组件向定位基站前方发射红外光、面向基站,绕水平轴旋转激光发射面型激光由下向上扫过定位基站前方,绕竖直轴旋转激光发射面型激光由左向右扫过定位基站前方;

定位基站首先发射同步光,定位模块上表面的光敏传感器接收到同步光信号后进行时间同步,绕水平轴旋转激光发出面型激光由下向上扫描,光敏传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕水平轴旋转激光的时间差,并由绕水平轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕水平轴的角度;绕水平轴旋转激光旋转完成后,绕竖直轴旋转激光发出面型激光由左向右扫描,光面传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕竖直轴旋转激光的时间差,并由绕竖直轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕竖直轴的角度,以上可以计算各个光敏传感器相对于定位基站的角度信息;通过已知定位模块上各个光敏传感器的间距使用余弦定理在空间中找到唯一的位置满足各个光敏传感器此时的空间坐标,获得各个光敏传感器的空间坐标后可以根据各个光敏传感器在定位模块上的摆放位置计算出定位模块的位置与姿态。

所述定位基站包括同步光发射组件与扇形激光发射组件;

所述同步光发射组件向定位基站正前方发射红外光;

所述激光发射组件包含绕水平轴旋转与绕竖直轴旋转面型激光、安装在定位基站内部。

所述定位模块接收由所述定位基站发出的扇形激光,根据接收激光的时间差与光敏传感器的实际距离等参数进行计算近而获得所述定位模块本体相对于与所述定位基站的位置与姿态信息;

面型激光定位系统,以预定周期获取当前AGV与货柜的位置与姿态坐标;AVG设有运维调度系统、运动控制系统、AGV导航控制系统,运动控制系统与AGV电性连接,用于驱动AGV做出预定动作;

运维调度系统,与所述AVG运动控制系统通信连接,向所述AVG运动控制系统发送包括位置及路径调度指令;

AGV导航控制系统,接收运维调度系统的指令控制AGV按照指定路线行走,同样接收面型激光定位系统发送过来的偏移量指令(定位系统下实际位置与设定位置的偏移量),将该偏移量指令转换为导航坐标系下偏移量然后控制AGV行进消除偏移量,使得AGV与货柜的相对位置达到设定目标值;

所述面型激光定位系统为权利要求1至3中任一项所述的面型激光定位系统。

在第一方面的一些实施例如上述;第二方面,提出一种AGV定位校准系统,该系统包括AVG运动控制系统、运维调度系统、AGV导航控制系统、以及第一方面中所提到的面型激光定位系统。

在第二方面的一些实施例中,面型激光定位系统以预定周期获取当前机柜相对于AGV的位置与姿态坐标。

AVG运动控制系统与AGV电性连接,用于驱动AGV做出预定动作;

运维调度系统与所述AVG导航控制系统通信连接,向所述AVG导航控制系统发送包括位置及路径调度指令;

当AGV到达标记站点后,面型激光定位系统中的定位基站可以扫描到货柜上方的定位模块,进而获得货柜相对于AGV的位置与姿态坐标,由于货柜相对于AGV的站点位置与姿态已设定好,定位模块计算位置误差与姿态误差,将误差量发送给导航控制系统,导航控制系统根据定位基站的坐标系与导航坐标系的角度关系,对坐标系进行转换,将定位基站坐标系下的位置与姿态误差转换为导航坐标系下的位置与姿态误差并控制AGV进行相应的移动,使AGV到达精准站点,确认完成后导航系统向调度系统发送指令,调度系统更新此站点为精准站点。

第三方面,在第一方面和第二方面的基础之上提出一种AVG定位方法,该方法步骤如下:

步骤1、运维调度系统向AGV发送包括位置及路径信息在内的调度指令。

步骤2、AGV在AGV导航控制系统的引导下,按照指定路径抵达指定位置,并向运维调度系统反馈成功抵达信号。

步骤3、运维调度系统向面型激光定位系统发送工作指令,获取工作指令后,定位基站开始发射同步光,并发射面型激光。

步骤4、定位基站首先发射同步光,定位模块上表面的光敏传感器接收到同步光信号后进行时间同步,绕水平轴旋转激光发出面型激光由下向上扫描,光敏传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕水平轴旋转激光的时间差,并由绕水平轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕水平轴的角度;绕水平轴旋转激光旋转完成后,绕竖直轴旋转激光发出面型激光由左向右扫描,光面传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕竖直轴旋转激光的时间差,并由绕竖直轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕竖直轴的角度,以上可以计算各个光敏传感器相对于定位基站的角度信息。

步骤5、通过已知定位传感器上各个光敏传感器的间距可以使用余弦定理在空间中找到唯一的位置满足各个光敏传感器此时的空间坐标,光敏传感器数量需要大于一定数值保证光敏传感器位置解的唯一真实性。获得各个光敏传感器的空间坐标后可以根据各个光敏传感器在定位模块上的摆放位置计算出定位模块的位置与姿态。

由于定位模块安装在货柜上方,定位基站安装在AGV上方,可以认为定位模块的位置姿态与机柜的位置姿态数据相同,定位基站的位置姿态与AGV的位置姿态数据相同。定位系统的坐标系是依据AGV上方的定位基站建立,定位系统获取的位置姿态数据是定位模块相对于定位基站的位置姿态数据,即货柜相对于AGV的位置与姿态数据。

步骤6、定位系统内部首先设定好定位模块相对于定位基站的位置与姿态数据,此位置与姿态为精准姿态数据,当定位系统中的定位基站获取到定位模块的位置与姿态数据后,定位系统会将其与设定好的位置与姿态数据进行比较得出偏差数据,正常情况下修正偏差数据需要移动定位模块来进行修正,但实际情况下货柜为固定物体,AGV为移动物体,需要移动AGV来对偏差数据进行修正,所以对于为修正偏差数据AGV应在定位基站坐标系下反向移动来实现,定位模块通过信息发送模块将AGV在定位系统下需要移动的偏差量发送给导航控制模块。

步骤7、AGV的控制移动需要通过导航控制系统进行实现,定位系统获得偏差数据为在定位系统坐标系下,需要转换到导航系统的坐标系下,由于AGV与定位系统基站固定在一起,AGV在导航系统下的角度即为定位基站在导航坐标系下的角度即为定位系统坐标系与导航坐标系的角度,通过坐标系转换可以将定位系统下的位置姿态偏差转换为导航坐标系下的位置姿态偏差,定位模块通过信息发送模块将AGV在定位系统下需要移动的偏差量发送给导航控制模块,导航控制模块将偏差量进行坐标转换得到在导航坐标系下的偏差量。AGV控制系统的现有功能,AGV主控都能实现该功能----控制AGV移动。

步骤8、导航控制系统控制AGV移动来消除偏差量,在AGV移动过程中定位系统的位置姿态数据重复更新,直至定位系统下货柜与AGV的相对位置姿态与设定的位置姿态相同时,定位模块的信息发送模块发送完成指令至导航模块,导航模块将AGV当前位置姿态数据上传给运维调度系统,运维调度系统对AGV的站点进行更新,更新后的坐标点为二次校准后的精准坐标。

本发明的应用,包括以下步骤:

步骤4进一步包括:步骤4-1、定位基站内部的控制系统控制电机匀速旋转,并发射面型激光。

步骤6进一步包括:

步骤6-1、由于定位基站与AGV固连,因此定位基站的偏移量等效于AGV的偏移量,则导航控制系统获得定位基站在导航坐标系下的位置坐标等同于获得AGV在导航坐标系下的位置坐标;

步骤6-2、定位系统将偏移量数据发送给导航系统,导航系统接收后将偏移量数据进行坐标系转换得到在导航坐标系下的偏移量,进而发送指令控制AGV的运动消除偏移。

运维调度系统与所述AVG导航控制系统通信连接,向所述AVG导航控制系统发送包括位置及路径调度指令;当AGV到达站点附近后,面型激光定位系统中的定位基站可以扫描到货柜上方的定位模块,进而获得货柜相对于AGV的位置与姿态坐标,由于货柜相对于AGV的站点位置与姿态已设定好,定位模块计算位置误差与姿态误差,将误差量发送给导航控制系统,导航控制系统根据定位基站的坐标系与导航坐标系的角度差,对坐标系进行转换,将定位基站坐标系下的位置与姿态误差转换为导航坐标系下的位置与姿态误差并控制AGV进行相应的移动,使AGV到达精准站点,确认完成后导航系统向调度系统发送指令,调度系统建立此站点为精准站点。

有益效果:本发明涉及一种面型激光定位系统、AGV定位校准系统、以及AGV定位方法,通过运维调度系统向AVG运动控制系统发送包括位置及路径信息在内的调度指令;通过AGV导航控制系统引导AVG运动控制系统的行进路径;通过面型激光定位系统接收所述运维调度系统发出的工作指令、并发出面型激光。由定位基站向外发射同步光与面型扫面激光,从而形成两个扫射面,而对应的定位模块上的光敏传感器能够接收同步光与扇形激光,通过之前所述获得定位模块相对于与定位基站的位置姿态数据。基于此,本发明能够使得AGV站点进行自动的精细校准,无需人工调整,提高AGV站点精确校准的效率。而且本发明光源为加凹透柱镜匀光系统(diffuser),把“点”变成面,将定位基站放置在AGV上,定位模块放置在货柜指定位置,定位模块价格便宜,适合较多数量的放置,能满足本发明低成本的AGV定位系统。

附图说明

图1为本发明定位系统的结构示意图。

图2为本发明定位方法的流程图。

图3为本发明中定位基站的结构示意图。

图4为本发明中光敏传感器角度示意图。

图5为本发明中光敏传感器位置求解示意图。

具体实施方式

在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为,在存储型大型仓库或工作车间或数据中心中的移动机器人的停靠定位操作时,在某些需要高精度定位停靠的场合,由于激光SLAM或磁条或条带等定位方式的定位精度不足,通常会使用地面张贴二维码,或者在墙壁张贴二维码,然后使用视觉相机进行拍照定位的方式来进行二次精确定位。

而上述定位方法存在缺陷,当地面张贴的二维码被污染时或磨损时势必会影响到定位精度。此外,某些场合也不适宜张贴二维码。某些应用场景中,不但对位置精度要求极高,对角度姿态的定位精度要求也非常高,在这些应用场景中,由于二维码只能做位置的精确定位,无法做角度定位,无法满足要求。

Slam激光导航是通过扫描外界环境通过对一些明显的建筑作为定位参照物实现定位导航,相比于二维码导航,激光slam导航的柔性化程度更高。

但无论是二维码导航还是Slam激光导航均需要建立站点,作为AGV的路径规划点或停靠操作点。如果对站点精度要求较高,那么在粘贴二维码标识时需要保证粘贴点的位置与姿态准确,当站点数量过多时,那么所需要的时间很多降低了效率。Slam激光导航有两种建立站点的方式,一是在扫描好的地图上直接建立站点,二是通过实际环境将AGV移动至目标位置建立站点位置,该站点位置会显示在地图上。使用第一种方式建立站点,由于扫描地图与实际环境有区别,所以在地图上建立站点的精度较低,使用第二种方式建立站点同样需要人为精细校准点位及姿态,一旦点位较多就会造成效率低下。

所以目前主要是在AGV的精准校准点位上会出现效率低的情况。

为解决移动机器人二次精确定位中,难以做到多方向、多姿态精准定位的问题,申请人提出一种AGV定位校准系统,该系统包括运维调度系统、AGV导航控制系统、面型激光定位系统、AGV运动控制系统。

所述运维调度系统向AVG导航控制系统发送包括位置及路径信息在内的调度指令。

所述AGV导航控制系统用于引导所述AVG运动控制系统的行进路径。

所述面型激光定位系统用于接收所述运维调度系统发出的工作指令、并发出同步光与扇形扫描激光。面型激光光源为点激光,在内部通过照射凹透柱镜将激光进行发散行成面型激光,面型激光分别绕水平轴与竖直轴转动扫描。

所述面型激光定位系统包括定位基站和定位模块,所述定位模块包块光敏传感器、数据计算模块、信息发送模块。所述定位基站安装在AGV上,定位基站向外发射同步光与扇形扫描激光,从而形成扇形激光面。所述定位基站还包括旋转面激光发射组件、同步光发射组件,旋转面激光发射组件包括绕水平轴旋转面激光和绕竖直轴旋转面激光,同步光发射组件向定位基站前方发射红外光(同步光)、面向基站,绕水平轴旋转激光发射面型激光由下向上扫过定位基站前方,绕竖直轴旋转激光发射面型激光由左向右扫过定位基站前方。所述定位模块安装在工装、货架、或数据中心机柜上等,所述定位基站发射同步光,定位模块上表面的光敏传感器接收到同步光信号后进行时间同步,绕水平轴旋转激光发出面型激光由下向上扫描,光敏传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕水平轴旋转激光的时间差,并由绕水平轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕水平轴的角度;绕水平轴旋转激光旋转完成后,绕竖直轴旋转激光发出面型激光由左向右扫描,光面传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕竖直轴旋转激光的时间差,并由绕竖直轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕竖直轴的角度,以上可以计算各个光敏传感器相对于定位基站的角度信息;通过已知定位模块上各个光敏传感器的间距使用余弦定理在空间中找到唯一的位置满足各个光敏传感器此时的空间坐标,获得各个光敏传感器的空间坐标后可以根据各个光敏传感器在定位模块上的摆放位置计算出定位模块的位置与姿态。同步光为LED红外光为好。

在实施例中,定位基站包括旋转面激光发射组件(扇形激光发射组件是LED激光加凹透柱镜匀光系统构成,可见光或红外光均可)、同步光发射组件,旋转面激光发射组件包括绕水平轴旋转面激光和绕竖直轴旋转面激光,同步光发射组件向定位基站前方发射红外光、面向基站,绕水平轴旋转激光发射面型激光由下向上扫过定位基站前方,绕竖直轴旋转激光发射面型激光由左向右扫过定位基站前方。

基于上述AGV定位系统,本发明进一步提出一种基于面型激光的二次高精度AGV定位方法,方法如下:

步骤1、运维调度系统向AGV发送包括位置及路径信息在内的调度指令。

步骤2、AGV在AGV导航控制系统的引导下,按照指定路径抵达指定位置,并向运维调度系统反馈成功抵达信号。

步骤3、运维调度系统向面型激光定位系统发送工作指令,获取工作指令后,定位基站开始发射同步光,并发射面型激光。

步骤4、定位基站首先发射同步光,定位模块上表面的光面传感器接收到同步光信号后进行时间同步,绕水平轴旋转激光发出面型激光由下向上扫描,光敏传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕水平轴旋转激光的时间差,并由绕水平轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕水平轴的角度。绕水平轴旋转激光旋转完成后,绕竖直轴旋转激光发出面型激光由左向右扫描,光敏传感器接收到激光后,数据计算模块计算出接收到同步光与接收到绕竖直轴旋转激光的时间差,并由绕竖直轴旋转激光的角速度可以计算出光敏传感器相对于定位基站绕竖直轴的角度,以上可以计算各个光敏传感器相对于定位基站的角度信息,参照图4。

步骤5、通过光敏传感器相对于定位基站的角度可以计算得到各个光敏传感器之间的夹角,已知定位传感器上各个光敏传感器的间距可以使用余弦定理在空间中找到唯一的位置满足各个光敏传感器此时的空间坐标,参照图5。定位模块上3个光敏传感器到激光源的距离(矢量)分别为X1X2X3,且X1X2X3三者之间角度分别为1、2、3,空间距离为L1、L2、L3

光敏传感器数量需要大于一定数值保证光敏传感器空间解的唯一真实性。获得光敏传感器的空间坐标后可以根据各个光敏传感器在定位模块上的摆放位置计算出定位模块的位置与姿态。

由于定位模块安装在货柜上方,定位基站安装在AGV上方,可以认为定位模块的位置姿态与机柜的位置姿态数据相同,定位基站的位置姿态与AGV的位置姿态数据相同。定位系统的坐标系是依据AGV上方的定位基站建立,定位系统获取的位置姿态数据是定位模块相对于定位基站的位置姿态数据,即货柜相对于AGV的位置与姿态数据。

步骤6、定位系统内部首先设定好定位模块相对于定位基站的位置与姿态数据,此位置与姿态为精准姿态数据,当定位系统中的定位基站获取到定位模块的位置与姿态数据后,定位系统会将其与设定好的位置与姿态数据进行比较得出偏差数据,正常情况下修正偏差数据需要移动定位模块来进行修正,但实际情况下货柜为固定物体,AGV为移动物体,需要移动AGV来对偏差数据进行修正,所以对于为修正偏差数据AGV应在定位基站坐标系下反向移动来实现,定位模块通过信息发送模块将AGV在定位系统下需要移动的偏差量发送给导航控制模块。

步骤7、AGV的控制移动需要通过导航控制系统进行实现,定位系统获得偏差数据为在定位系统坐标系下,需要转换到导航系统的坐标系下,由于AGV与定位系统基站固定在一起,AGV在导航系统下的角度即为定位基站在导航坐标系下的角度即为定位系统坐标系于导航坐标系的角度,通过转换矩阵可以将定位系统下的位置姿态偏差转换为导航坐标系下的位置姿态偏差,定位模块通过信息发送模块将AGV在定位系统下需要移动的偏差量发送给导航控制模块,导航控制模块将偏差量进行坐标转换得到在导航坐标系下的偏差量。

步骤8、导航控制系统控制AGV移动来消除偏差量,在AGV移动过程中定位系统的位置姿态数据重复更新,直至定位系统下货柜与AGV的相对位置姿态与设定的位置姿态相同时,定位模块的信息发送模块发送完成指令至导航模块,导航模块将AGV当前位置姿态数据上传给运维调度系统,运维调度系统对AGV的站点进行更新,更新后的坐标点为二次校准后的精准坐标。

图3、4中同步光阵列1、绕竖直轴旋转的面激光2、绕水平轴旋转的面激光3;α、β为光敏传感器相对于基站的角度。

综上,高精度定位系统分为定位基站与定位模块,将定位模块镶嵌在货柜适当位置,定位基站安装在AGV车体上方。当AGV移动到货柜前方时,货柜上的定位模块进入定位基站视野内,可以获得货柜与AGV之间的位置与姿态数据,定位模块将获得的位置姿态数据与设定的位置姿态数据进行对比得出偏移量,将偏移量取反后通过坐标转换,转换成在导航坐标系下的偏移量,导航控制系统控制AGV移动弥补偏差量,直至定位系统获得的位置姿态数据与设定的位置姿态数据相同时,将最新位置更新为站点,这样可以使得AGV与货柜之间的位置更加精确,便于AGV在货柜前进行精细取放操作。首先使用AGV对周围环境进行扫描,在扫描得到的地图上建立货柜前的站点(粗略建立),然后控制AGV自动导航至每一个货柜站点前,当AGV移动至货柜站点时,定位基站获取定位模块的相对位置与姿态数据,与设定的位置与姿态数据对比得出偏移误差,发送给导航控制系统,导航控制系统接收后将其转换为导航坐标系下的偏移误差,将导航定位系统下的偏移误差作为直接反馈不断调整AGV自身的位置与姿态使其偏移量为0,当激光定位系统的偏移量为0后,导航坐标系下的AGV偏移量同样为0,AGV保存此时地图扫描的坐标与姿态作为精确站点数据代替之前的粗略站点,站点建立完成后移动至下一粗略站点重复上述操作。

总之,为了解决移动机器人二维码二次定位长期使用可靠性、缺乏角度定位或缺乏安装环境的问题,本方案提出了一种基于面型激光的二次高精度定位方案。通过运维调度系统向AGV运动控制系统发送包括位置及路径信息在内的调度指令;通过AGV导航控制系统引导AGV运动控制系统的行进路径;通过面型激光定位系统接收所述运维调度系统发出的工作指令、并发出面型激光。由定位基站向外发射同步光与面型扫面激光,从而形成两个扫射面,而对应的定位模块上的光敏传感器能够接收同步光与扇形激光,通过之前所述获得定位模块相对于与定位基站的位置姿态数据。本发明相比对传统的二维码扫描定位方式,具有精度高、稳定性高、不易被干扰的优点。

如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上做出各种变化。

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