[发明专利]一种基于RFID和超声波的AGV小车的定位导航系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于RFID和超声波的AGV小车的定位导航系统及方法，其特征包括：n个车载终端和一个监控服务中心；n个车载终端用于在室内作业环境中完成若干个配送任务；任意一个车载终端包含：车载Wi‑Fi通信模块、RFID与超声波定位模块、控制模块；监控服务中心包括：Wi‑Fi通信模块、路径管理模块、GIS搜索引擎和数据库；数据库中存储有室内作业环境的布局图。本发明能通过RFID与超声波相结合的定位技术，从系统层面上解决超声波的发射与接收不在同一侧而带来的同步难题。并采用最小二乘支持向量机定位算法提高对AGV小车的定位精度。

主权项

1.一种基于RFID和超声波的AGV小车的定位导航方法，其特征是应用于由n个车载终端和一个监控服务中心构成的室内作业环境中，n个车载终端用于在室内作业环境中完成若干个配送任务；所述监控服务中心中存储有所述室内作业环境的布局图；所述定位导航方法是按如下步骤进行：步骤1、任意一个车载终端实时获取自身车载终端的空间距离向量信息并发送给所述监控服务中心；步骤2、所述监控服务中心接收任意一个车载终端发送的空间距离向量信息并进行定位处理，获得相应车载终端的空间位置定位，从而获得n个车载终端的空间位置定位；步骤2.1、所述监控服务中心获取车载终端的压电式超声波接收器的探测范围，且在所述探测范围内探测到N个锚节点，在所述探测范围内选取一个三维区域，记为学习区域Q，并确定网格划分宽度为t，以所述学习区域Q的中心点作为原点，以正南方向为X轴正方向，以正东方向为Y轴正方向，以垂直于水平面向上的方向为Z轴正方向；从而建立测距扫描坐标系O‑XYZ；步骤2.2、在学习区域Q上，以t为步进对区域Q进行网格划分，网格线的交点为样本节点；假设有m个样本点，任意第j个样本节点的空间坐标记为Pj(xj,yj,zj)；j＝1,2,…,m，记任意第i个锚节点的空间坐标为Si(xi,yi,zi)；i＝1,2,…,N；将第j个样本节点到第i个锚节点的空间距离记为d′ji；则第j个样本节点到N个锚节点的空间距离向量记为V′j＝[d′j1,d′j2,…,d′ji,…,d′jN]；步骤2.3、把第j个样本节点的空间距离向量V′j与自身空间坐标Pj(xj,yj,zj)构成训练样本集χx＝{(V′j,xj)|j＝1,2,…,m}、χy＝{(V′j,yj)|j＝1,2,…,m}和χz＝{(V′j,zj)|j＝1,2,…,m}；步骤2.4、确定正则化参数γ和核参数σ2，并选用径向基核函数，利用最小二乘支持向量机算法分别对训练样本集χx、χy和χz进行训练，获得定位模型f′x(V)、f′y(V)和f′z(V)；步骤2.5、将任意第k个车载终端Tk(xk,yk,zk)到第i个锚节点Si(xi,yi,zi)的距离记为dki，从而构成第k个车载终端的空间距离向量Vk＝[dk1,dk2,…,dkN]，k＝1,2,…,n；将第k个车载终端的距离向量Vk输入所述定位模型f′x(V)、f′x(V)和f′x(V)，从而得到第k个车载终端的空间位置定位{fx(V),fy(V),fz(V)}；步骤3、所述监控服务中心根据所述n个车载终端的空间位置定位、所述布局图以及配送任务建立路径规划模型并进行求解，获得配送任务的最短路径；步骤4、所述监控服务中心根据所述最短路径选择最优的车载终端，并向所述最优的车载终端发送所述最短路径和配送任务；步骤5、所述最优的车载终端根据接收到的配送任务按照最短路径完成配送任务。