[发明专利]一种用于AGV小车的短时精确定位的装置及方法

权利要求书

1.一种能用于AGV小车的短时精确定位装置，其特征在于，包括安装在AGV小车车架上的左前轮驱动计数装置、左侧转向驱动计数装置、右前轮驱动计数装置、右侧转向驱动计数装置和地磁方向传感器，其中，

所述左前轮驱动计数装置包括左前轮驱动电机和左前轮编码器，所述左前轮驱动电机与左前轮通过联轴器固定连接，所述左前轮编码器安装在所述左前轮驱动电机的电机轴上，以用于获得所述左前轮累积的转动角度；

所述左侧转向驱动计数装置包括左侧转向电机、左侧转向器和左侧转向编码器，所述左侧转动电机与所述左侧转向器连接，以用于让左侧转向器带动AGV小车车架转向，所述左侧转向编码器安装在所述左侧转向器上，以用于获得所述左侧转向器转动的角度，进而获得左前轮转动的角度；

所述右前轮驱动计数装置包括右前轮驱动电机和右前轮编码器，所述右前轮驱动电机与右前轮通过联轴器固定连接，所述右前轮编码器安装在所述右前轮驱动电机的电机轴上，以用于获得所述右前轮累积的转动角度；

所述右侧转向驱动计数装置包括右侧转向电机、右侧转向器和右侧转向编码器，所述右侧转动电机与所述右侧转向器连接，以用于让右侧转向器带动AGV小车车架转向，所述右侧转向编码器安装在所述右侧转向器上，以用于获得所述右侧转向器转动的角度，进而获得右前轮转动的角度；

所述的地磁方向传感器固定在AGV小车车架的几何中心处，以用于测量小车车身朝向。

2.权利要求1所述的短时精确定位装置进行短时精确定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据AGV小车的构图算法所设的精确定位短时间段的时长为时间T，将时长T等分为n份，每一个微分时间段的时长为dt＝T/n，其中，所述构图算法为激光SLAM实时构图算法或视觉SLAM实时构图算法；

2)AGV小车在每个微分段开始时，先根据左侧转向编码器和右侧转向编码器的值判断小车是进行直线运动还是转向运动，如果为直线运动，则根据直线运动计算方法计算出该微分时间段的相对位移坐标值(ΔPx_i,ΔPy_i)，如果为转向运动，则根据转向运动计算方法计算出该微分时间段的相对位移坐标值(ΔP'x_i,ΔP'y_i)；

3)将n次计算出的微分段坐标值累加，即可得到AGV小车的时间段T的相对位移值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述AGV小车短时精确定位的直线运动计算方法如下：

令A点为小车起始点，B点为小车直线运动结束点，并将A点作为二维坐标系的原点，由地磁方向传感器测量车身初始朝向，得到AGV小车车身与X轴正向的夹角θ₀，根据左前轮编码器记录的左前轮转动累积角度α₁，得到AGV小车直线运动行驶的路程为S＝α₁×r，式中r为AGV小车车轮半径，B点的坐标为(S×sinθ₀，S×cosθ₀)，其中，α₁的单位为弧度，X轴正方向是地平面的正东向，Y轴正方向是地平面的正北向,X轴和Y轴构成的坐标系是整个AGV小车运动过程中的绝对位置坐标系。

4.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的AGV小车短时精确定位的转向运动计算方法如下：

AGV小车的左前轮的转向角η₁和右前轮的转向角η₂的关系为D(cot(η₂)-cot(η₁))＝L，其中D为左前轮与右前轮的中心线的距离，L为左前轮与右前轮的轮距，此时左前轮、右前轮和后轮三者圆心的法线会交会在同一点上，令此点为转向圆心点O点，根据左侧转向编码器测量到的左侧转向器转动角度η₁,可得到转弯圆心O相对AGV小车车架几何中心G点的相对位置的坐标值为AGV小车的转弯半径为

令A点为AGV小车起始点，B点为AGV小车转向运动结束点，O点为小车转向圆心点，A点看做坐标系的原点，由地磁方向传感器测量车身初始朝向，得到AGV小车车身与X轴正向的夹角θ₀，根据左前轮编码器记录的左前轮转动累积角度α₁，其中α₁的单位弧度，得到左轮绕圆心O做圆周运动行驶的弧长为α₁×r，其中r为AGV小车车轮半径，因此左前轮绕圆心O运动过的角度为其中为左前轮绕圆心O的旋转半径，AGV小车绕圆心转向的角度为的弦长为相对X轴正方向的夹角为B的坐标为(d×cos(θ′),d×sin(θ′)),其中，X轴正方向是地平面的正东向，Y轴正方向是地平面的正北向,X轴和Y轴构成的坐标系是整个AGV小车运动过程中的绝对位置坐标系。