[发明专利]一种基于磁带导引AGV的多传感器信息融合定位方法

说明书

一种基于磁带导引AGV的多传感器信息融合定位方法，该方法首先建立的磁带导引AGV的循迹误差模型；确定了编码器与磁导引传感器的信号来源及特点，建立了磁带导引AGV的数据融合定位方法与定位修正策略。该发明在保证AGV循迹精度的情况下，提供一种对AGV内部传感器信息和导引传感器信息进行数据融合，且利用特殊磁带信号修正里程累计误差的方法，提高了AGV的定位精度，大大降低了系统的硬件成本。

技术领域

本发明涉及移动机器人定位领域，尤其是一种基于磁带导引AGV的多传感器信息融合定位方法。

背景技术

近年来，随着经济社会的发展，市场需求已经开始转向多样化的方向，单品种大批量的生产模式已经日渐显现其弊端，定制化生产越来越受到消费者和生产者的青睐。如何在保持低成本高效率生产的前提下，提高生产的灵活性、多样性；缩短单品生产周期；在一个或多个设备发生故障下仍能维持生产，是急需解决的问题，柔性制造即在此基础上提出来了。

物料运输的时间成本是柔性制造系统效率进一步提高的瓶颈，因此缩短AGV系统运作的时间对整个物流系统起关键性作用，对实际工程应用有着巨大的影响，AGV运作流程主要包含装载、行驶、卸载、行驶四个过程。对于特定的AGV系统，物料的装卸载位置、AGV所能行驶的通道以及物料移载所需的时间是固定的。而单辆AGV在全局地图中的定位对AGV调度管理，系统运作效率及实时监控起着至关重要的作用，因此，AGV的行驶速度、任务调度及路径规划的优劣直接关系到整个AGV系统的运作。

磁带导引AGV以其高性价比、高可靠性和灵活性逐渐占据着低端市场主导地位。目前，大部分磁带导引AGV调度系统应用在低端制造业和应用场景相对固定的环境当中，而AGV的全局定位大多采用射频信号识别或里程计测程来实现，定位精度太过依赖外部信号，且大部分的AGV横向定位精度会随着时间的累积而不断减低，甚至出现定位脱轨的情况，这对于整个调度系统是致命的。为了提高磁带导引AGV的横向定位精度，针对AGV系统配置的磁导引传感器，

发明内容

为了解决磁带导引AGV已有定位方法中局部定位精度低、定位成本高且无法实现AGV的全局可定位及可监控等不足，本发明针对磁带导引AGV系统配置的传感器，并基于数据融合模型，提出了一种采用卡尔曼滤波算法对编码器和磁导引传感器的数据进行信息融合，并结合特殊磁带信号对AGV的定位精度进行进一步修正的定位方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于磁带导引AGV的多传感器信息融合定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1)建立磁带导引AGV自动导引的循迹误差模型，根据AGV小车与导引路径的位置关系，对AGV循迹误差系统的偏差角度和横向偏差距离进行分析，记e_θ为AGV小车行进方向相对于磁带中心线的偏差角度，e_d为AGV质心相对于磁带中心线的横向偏差距离，磁带导引AGV的循迹误差系统表示为：

在AGV正常寻线运行的情况下，车体运行方向与磁带中心线的夹角始终保持小角度，因此，式(1)改写为：

其中，w(t)为AGV移动角速度，v_c(t)为AGV质心移动线速度；

将式(2)改写成离散形式如下：

即

其中，T为系统采样时间，采样计数k∈N；

步骤2)确定AGV小车质心位置与磁导引传感器的安装位置，记磁导引传感器中心点与质心之间的距离为L；

步骤3)确定磁带导引路径以及特殊磁带信号的铺设方式；