[发明专利]一种用于AGV小车的短时精确定位的装置及方法

说明书

本发明属于AGV小车的定位技术领域，并公开了一种用于AGV小车的精确定位装置及其短时精确定位方法，该装置包括安装在AGV小车车轮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，该方法包括以下步骤：1)将时长T等分为n份；2)判断小车是进行直线运动还是转向运动，以获得相对位移坐标值(ΔPx_i,ΔPy_i)；3)将n次计算出的微分段坐标值累加。本发明通过对AGV小车上布置多个旋转编码器和一个地磁方向传感器，并将这些传感器的数据进行融合计算，最终计算出AGV小车在短时段内的精确位移信息。

技术领域

本发明属于AGV小车的定位技术领域，更具体地，涉及一种用于AGV小车的精确定位装置及方法。

背景技术

AGV(Automated Guided Vehicle)小车是现代化工厂、柔性制造车间、智能化物流、无人仓储库及分拣中心的核心设备。

AGV小车的导航方式一般有布置信标的直接坐标引导方式、在路径上布置金属线的电磁引导方式、在路径上布置磁带的磁带引导方式、在路径上布置色带的光学引导方式和激光雷达(或视觉)SLAM算法构建实时地图的导航方式等。前4种AGV小车的导航都属于路径事前规划的信标预置类引导方式，该方式存在着改变和扩充路径复杂、信标铺设困难、信标维护成本高等问题。激光雷达(或视觉)SLAM算法构建地图和进行导航定位的方式越来越成为AGV小车的主流导航方式。

SLAM算法构建实时地图和定位是通过对多传感器的数据进行融合计算的结果，建图时需要精确得到AGV小车在短时段(一般在1s至3s)运动的相对位移量。现在常用的短时精确定位的装置有里程计、陀螺仪和IMU等。上述短时精确定位的装置及方法在某些方面还是存在着某些不足，如陀螺仪和IMU存在着装置设备昂贵、易受外界干扰(如在测量过程中有较大的温度和振动)的缺点。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于AGV小车短时精确定位的装置及方法，主要通过在AGV小车车架上布置多个旋转编码器和一个地磁方向传感器，并将这些传感器的数据进行融合计算，最终计算出AGV小车在短时段内的精确位移信息。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种能用于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。

按照本发明的另一个方面，还提供了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：