[发明专利]一种无轨导航AGV的精确定位及停车方法

说明书

本发明实施例提供了一种无轨导航AGV的精确定位及停车方法，所述方法包括：AGV通过激光雷达扫描反射板，获取反射板上预设位置的坐标；从所述预设位置中选择用于定位的位置；根据所述选中的位置通过预设的规则计算出AGV当前的位置。本发明的方法是提取三个特殊反射点，实现三点定位，主要借助最小二乘法确定AGV在全局坐标系下的坐标方位，然后通过多象限计算AGV的方向角。也可以通过轮廓检测，计算出小车相对于反射板的相对位置和方向角，使得AGV可以精准停靠在反射板的指定位置，此种方法在很大程度上弥补了SLAM技术定位精度不足的缺陷，也为无轨导航AGV自动充电提供了可靠的解决方案。

技术领域

本发明涉及无轨导航AGV领域，特别涉及一种无轨导航AGV的精确定位及停车方法。

背景技术

SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)技术，即时定位与地图构建，由于其重要的理论与应用价值，被很多学者认为是实现真正全自主移动机器人的关键。当前扫地机器人、无人驾驶汽车、AGV等自主移动领域都在大规模使用SLAM技术。现代工业运输体系中，特别是智能工厂货物搬运领域，无轨导航AGV(Automated Guided Vehicle)扮演着举足轻重的角色。在无人工厂建设、无人驾驶研究、智能导航技术稳步迈进的今天，无轨导航AGV借助SLAM技术以灵活性更加受广大企业青睐，但是由于SLAM技术普遍存在误差较大，在末端定位和停车过程中难以满足AGV所需的精度，例如AGV在自动进入充电坞过程中，由于SLAM技术定位精度不高会导致无轨导航AGV多次进入充电坞失败，影响其正常的工作运行。在原有SLAM技术的基础上，如何解决无轨导航AGV的精确定位与停车就成为当前研究的热点和亟待解决的问题。当前众多企业投入大量的人力、物力探寻无轨导航AGV的局部精确定位与停车方案，基于超声波传感器、相机技术方案层出不穷，花费巨大但是效果始终难以到达让人满意的程度。在大量实验和测试的基础上，本发明另辟蹊径，使用高精度激光雷达,利用激光雷达回波强度值(Echo Amplitude)检测三角形状反射板的轮廓，通过挑选特殊反射点，进而确定AGV的位置和方向，弥补SLAM技术在此方面的不足。本发明中主要涉及的技术是基于最小二乘法的位置计算和AGV方向角的计算与筛选，基于本设计思路的实现方法和算法稳定性好、精度高、操作方便，完全可以满足无轨导航AGV实时的精确定位与精准停车需求，弥补SLAM技术的不足。

目前鉴于SLAM技术的不足，针对AGV导航弥补方式的研究与应用颇多，具有代表性的主要是磁导航、GPS(全球定位系统)、图像识别导航、惯性导航、光学导航、电磁导航、直接坐标导航、RFID定位导航、激光导航等，实现原理和方法也千差万别。

惯性导航辅助SLAM技术主要是在AGV上安装陀螺仪，对无轨导航AGV的偏航角进行控制，在行驶区域的地面上安装定位块，AGV通过对陀螺仪偏差信号的计算及地面定位信号的采集来确定自身的位置和方向，从而实现辅助SLAM技术定位。

图像识别导航是对AGV行驶区域的环境进行图像识别，实现智能行驶，研究潜力巨大，目前应用比较多的是扫描二维码导航。可以在精度要求比较高的局部场合配合SLAM导航。

GPS是全球定位系统的简称。它是由空间卫星、地面监控和用户接收等三大部分组成。GPS导航仪的工作原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。当前GPS应用颇为广泛，无轨导航AGV也受此启发，在一些场景采用GPS技术与SLAM技术相融合的方式导航。

现有技术的缺点主要包括：

(1)图像识别等导航方式不够灵活，对于没有粘贴二维码的区域不能进行导航，行走路线颇为受限。类似于电磁导航等方式，路径难以更改扩展，对复杂路径的局限较大。