[发明专利]基于超声波组网和立体视觉的AGV导航定位方法

说明书

本发明公开了一种基于超声波组网和立体视觉的AGV导航定位方法，该方法的步骤为：步骤1、进行超声波组网，利用测距原理，计算信源标签与信源基站之间距离；步骤2、对信源标签进行定位，将定位信息上传至上位机服务器；步骤3、控制器控制AGV的驱动装置，使AGV按照规划路径运动；步骤4、启动立体视觉模块，通过图像滤波、边沿检测、特征信息提取、立体匹配以及目标姿态和距离测量的流程，对欲搬运或卸载的货物进行相对距离和相对姿态的测量，调整AGV的转向角度及其与货架之间距离；步骤5、将货叉对准所述货架的插入孔，再将货物搬起。本发明可快速高精度定位导航，便于后续的搬运或者卸载操作，适用于人机混合工作的区域。

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，特别涉及一种基于超声波组网和立体视觉组合的AGV定位导航方法。

背景技术

在物流行业，装卸搬运货物是极其频繁的工作流程，耗费大量的人力资源与成本。在发达国家，这笔费用占到物流成本的15％～33％，在我国也占到15％左右。于是AGV(Automatic Guided Vehicle，无人搬运车)逐渐被应用到仓储业、制造业、港口等，为物流自动化的实现提供了便利的条件。

室内定位与导航主要是指实时确定AGV的方位，并指引其按照正确的路线进行运动。实现定位和导航功能包括以下几个步骤：1)环境地图的建立；2)自身定位；3)路径的规划。

现有的定位导航技术包括视觉、激光、磁力线、二维码、wifi、惯性导航等等，以上几种定位技术都各有优缺点，可以具体结合实际情况来进行合理设计和选择，

超声波是一种振动频率大于20kHz的循环声压，超出人耳所能听到的频率范围。超声波通常以纵波的方式在弹性介质中传播，是一种能量的传播方式，具有频率高、波长短、方向性较好等特点。同时也不易受到如天气条件、环境光照及障碍物阴影、表面粗糙度等外界环境条件的影响。超声波进行导航定位已经被广泛应用到各种移动机器人的感知系统中。

传统的利用超声波技术的定位方案，主要采用反射式测距法。根据回波与发射波的时间差进行定位。这种方法依赖于反射物，对反射面要求较高。当反射面不光整或者有倾角时，极易丢失回波信号；当反射面较杂时，回波信号也变得难以进行。因此，通常采用具有超声发射器的基站组成网络，配合具有接收器的定位标签等，并通过控制系统对采集的信号进行一定的算法处理才可以得到定位标签的位置环境信息。

在人机混合工作的仓储物流中心，使用具有自主定位导航功能的AGV实施搬运功能时，虽然超声波的定位导航系统的定位精度可达厘米级，但是由于其无法了解货品的姿态和相对距离，很难后续实施较为精细的操作。这种情况在人力仍然参与物流运输时会显得尤其突出，无法实现快速高精度定位导航，制约了AGV对货物的后续操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于超声波组网和立体视觉组合的AGV定位导航方法，其通过超声波组网对AGV进行定位和导航，利用立体视觉对货物的位置和姿态进行测量，以便调整AGV相对于货架的距离和朝向角，便于后续的搬运或者卸载操作，适用于人机混合工作的区域。

本发明提供了一种基于超声波组网和立体视觉的AGV导航定位方法，该方法的步骤为：

步骤1、开始进行超声波组网，并利用测距原理，计算信源标签与信源基站之间距离；

步骤2、利用三边定位原理，对信源标签进行定位，AGV将信源标签的定位信息通过无线通信网络上传至上位机服务器；

步骤3、上位机通过超声波组网得到AGV的定位信息，通过路径规划控制器控制AGV的驱动装置，使AGV按照规划的路径从起始点运动到目的地；

步骤4、启动立体视觉模块，通过图像滤波、边沿检测、特征信息提取、立体匹配以及目标姿态和距离测量的流程，对欲搬运或卸载的货物进行相对距离和相对姿态的测量，调整AGV的转向角度以及AGV与货架之间的距离；