[发明专利]基于感知和自主计算定位导航的智能车导航方法

说明书

本发明公开了一种基于感知和自主计算定位导航的智能车导航系统，包括分别与中央处理器相连的信息储存模块、电机驱动模块、定位模块、感知模块和交互通信模块，中央处理器、驱动模块和定位模块用于实现智能车辆的定位导航和移动，感知模块用于实现智能车辆的平稳控制，交互通信模块用于实现人机交互；导航过程包括：广义电子地图的获取，车辆初始位置信息的获取与定位校准，获取车辆当前位置坐标与目标坐标，动态规划行驶路线，本发明中局部区域的路线和控制优化可以采用车轮的独立感知与反馈控制，而整体的路线规划与导航仍用路径规划算法实现实现。本系统可由手机、平板电脑等通过无线网络实时监控和分配任务，实现系统的可视化和实时控制。

技术领域

本发明涉及一种自主定位及自动导引车系统。

背景技术

自动导引车(AGV,Automatic Guided Vehicle)是指具有电磁或光学导引装置，能够按照预定路线行走，具有运行和停车装置、安全保护装置以及各种移载功能的运输小车。

自动导引车按照导引方式的不同，可分为固定路径导引和自由路径导引。固定路径导引是指在固定的路线上设置导引用的信息媒介物，自动导引搬运车通过检测出它的信息而得到导引的方式，比如电磁引导、光学引导、磁带引导。而自由路径导引是指自动导引搬运车根据要求随意改变行驶路线。这种导引方式是在自动导引车上储存好作业环境信息，通过识别车体当前的位置，与环境信息对照，自主的决定路径的导引方式。如推算导引、惯性导引、环境映射法导引、激光导引[1]。然而此方法路线固定，不能实现预设路线外的移动与动态路径规划。本发明中智能车的运行路径根据起点和终点的位置计算得到，不需预设路线，可实现动态路径规划。

目前，自动导引车领域比较成熟的应用是亚马逊的Kiva机器人[2]，亚马逊公司将其用来搬运货物，实现仓库自动化。Kiva机器人由资源调度模块、路径规划模块、处理器、存储器、交互界面以及电机驱动等。其将工作区域分割为合适形状、略大于机器人的小块。Kiva机器人通过扫描地面上的条码来实现自身的定位，行动路线和速度等由中央计算机控制。该机器人还配备了最新视觉系统，利用条码来追踪货架上的商品。这是一种基于二维码扫描的被动定位方法，且把整个机器人当做一个整体来定位，而本发明将四个车轮分别进行定位和控制。

[参考文献]

[1]陈国仁,王秀梅,杨书评.应用于立体仓库的自动导引车(AGV)的运行优化设计[C]//先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集.2004.

[2]Wurman P R,D'Andrea R,Barbehenn M T,et al.KIVA TransportingInventory Items#3: Springer Berlin Heidelberg,US20140100690[P].2014.

发明内容

本发明旨在完成一套基于感知和自主计算定位导航的智能车导航系统，该系统可以应用在需要实现物品或人员自动运送的场合，如工厂、办公楼、家庭等环境。在通过GPS或RFID等方式给定车辆的初始位置和方向后，利用运动、测距、图像等多种多个传感器的数据，与建筑结构图或电子地图等信息进行比对与计算，从而完成动态校准并确定车体在地图上的位置。同时配合电机驱动、无线通信、图像识别、运动传感等功能模块，完成各个车轮的分别定位和控制，进而实现智能车辆的定位、路径规划、自由移动、智能避障、相互通信等功能。本系统可以由手机、平板电脑、台式机等智能终端通过无线通信网络实时监控和分配任务，实现智能车系统的可视化和实时控制。