[发明专利]一种融合电子地图、二维码和色带的AGV复合导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种融合电子地图、二维码和色带的AGV复合导航系统及方法，该系统包括车载设备、电子地图和色带；在色带上布置包括至少两个二维码的二维码站点；每个二维码站点具有唯一编号，且与电子地图对应；车载设备包括相机和控制单元；控制单元包括二维码站点图像解码模块、决策模块、直线路径跟踪控制模块、弧线路径跟踪控制模块和定点旋转运动模块；决策模块根据二维码站点图像解码模块获得的站点编号和AGV方位角选择下一路径，从电子地图得到下一路径的类型，从而切换直线路径跟踪控制模块、弧线路径跟踪控制模块和定点旋转运动模块分别进行直线运动、弧线运动和定点旋转运动，实现AGV小车从车载电子地图任意一个站点到另一个站点的自主运动。

技术领域

本发明属于自动控制领域，尤其涉及一种融合电子地图、二维码和色带的AGV复合导航系统及方法。

背景技术

目前自动导引车辆已经成为企业内部物流、智能工厂、先进物流的重要设备，在提升企业内部物流的自动化、信息化和智能化方面起着非常重要的作用。而所谓自动导引和物料自动搬运，即能够自主地把物料从一个站点搬运至另一站点，包括去指定站点搬运物料、沿着指定轨迹运行、至指定目的站点放置物料。目前常见的磁导航方式需要在地面铺设磁条，极易被车辆碾压造成损坏，后期维护成本高；激光导航方式在纵深巷道由于形成奇异的空间结构，定位变得不准确，而且成本高；融合二维码和陀螺仪信息的复合导航只能进行网格式的直线运动，不能满足特定场景约束下的弧线运动。因此需要探索相对比较灵活、可靠而又低成本的AGV复合导航方式。

发明内容

本发明的目的在于克服现有导航技术的不足，提供一种融合电子地图、二维码和色带的AGV复合导航系统及方法，该系统采用车载电子地图，地面铺设连续的色带，同时在色带上铺设稀疏的二维码站点，视觉传感器获取色带和二维码站点图像，并对二维码站点图像进行解码，在每经过一个二维码站点参照车载电子地图获取规划路径继续前行的道路信息并采取对应的运动控制策略，从而实现灵活、可靠、低成本的导航方式，导航精度停止精度可达±10mm。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种融合电子地图、二维码和色带的AGV复合导航系统，该系统包括车载设备、与实际场景吻合的车载电子地图和铺设于地面的直线色带、弧线色带；

在直线色带和/或弧线色带上布置包括至少两个二维码的二维码站点；每个二维码站点具有唯一编号，且与电子地图对应；

所述电子地图含有二维码站点的编号信息、连接相邻站点的色带路径曲率信息κ以及连接同一站点的相邻路径的夹角信息；

所述车载设备包括相机和控制单元；

所述控制单元包括二维码站点图像解码模块、决策模块、直线路径跟踪控制模块、弧线路径跟踪控制模块和定点旋转运动模块；

所述二维码站点图像解码模块根据相机经过二维码站点时拍摄的二维码图像获得站点编号，根据二维码站点中不同二维码的相对位置获得AGV与站点中心的距离和AGV方位角；

所述决策模块根据站点编号和AGV方位角信息选择下一路径，从电子地图得到下一路径的类型，从而切换直线路径跟踪控制模块、弧线路径跟踪控制模块和定点旋转运动模块分别进行直线运动、弧线运动和定点旋转运动，实现AGV小车从车载电子地图任意一个站点到另一个站点的自主运动。

进一步地，所述决策模块的决策规则如下：

当AGV方位角与选择的下一路径方向一致时，根据下一路径的类型，直接调用直线路径跟踪控制模块或弧线路径跟踪控制模块；

当AGV方位角与选择的下一路径方向不一致时，首先调用定点旋转运动模块，旋转到与下一路径方向一致，再根据下一路径的类型，直接调用直线路径跟踪控制模块或弧线路径跟踪控制模块。