[发明专利]一种融合定位反光板与激光特征的AGV高精度定位方法

说明书

本发明涉及一种融合定位反光板与激光特征的AGV高精度定位方法，包括建立激光地图，使反光板轮廓在地图上清晰可见，并采集反光板在地图上的位置，开始AMCL定位，将AMCL定位作为优化初始值，用以选取可能扫描得到的反光板的位置，按激光扫描得到离反光板的距离，反向求解及优化，得到AGV的精确位置，如果未能识别到反光板，则使用AMCL的定位结果作为AGV的位置估计。本发明不依赖于反光板的严格安装，且能获得比激光定位更好的准确性，可以使得工业AGV小车在生产环境中长期稳定地工作。

技术领域

本发明涉及移动机器人自主定位领域，涉及一种融合定位反光板与激光特征的AGV高精度定位方法。

背景技术

AGV是Automated Guided Vehicle的缩写，即“自动导引运输车”，其装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，是具有安全保护以及各种移载功能的运输车。

定位技术是工业AGV在工厂环境中稳定作业的基础，定位是确定移动机器人在运行环境中相对于全局坐标的位置及航向，是AGV导航的最基本环节。

自主AGV能够自动将物品从一个点搬运到另一个点，在整个过程中不需人参与，可以代替人工叉车运输，减少工厂和仓库对劳动力的需求。同时，AGV具有柔性好、自动化智能化水平高的特点，可根据生产工艺流程等改变而改变，也可与其他设备自动对接，实现自动化智能化生产，因此，近年来AGV得到越来越多制造业的青睐。为了实现AGV自主导航，需要根据多种传感器识别多种环境信息，AGV通过环境感知确定前进方向中的可达区域和不可达区域，确定在环境中的相对位置，以及对动态障碍物运动进行预判，从而为局部路径规划提供依据。

目前AGV定位产品级的方法主要是激光导航定位和磁钉磁条导航定位，但由于这些方法中反光板和磁钉磁条安装较为复杂，对环境要求高，因此仍然具有改进的空间。依赖于反光板的定位方法对环境设置要求高，往往需要保证运行期间在每个点都至少能检测到3个以上的反光板，而采用基于纯激光的定位方法无法满足工业AGV的工作精度要求，且容易受定位漂移的影响导致累积定位误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种融合定位反光板与激光特征的AGV高精度定位方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种融合定位反光板与激光特征的AGV高精度定位方法，包括以下步骤：

S1、建立激光地图，使反光板轮廓在地图上清晰可见，并采集反光板在地图上的位置，

S2、开始AMCL定位，将AMCL定位作为优化初始值，用以选取可能扫描得到的反光板的位置，

S3、按激光扫描得到离反光板的距离，反向求解及优化，得到AGV的精确位置，

S4、如果未能识别到反光板，则使用AMCL的定位结果作为AGV的位置估计。

优选地，所述AGV上设置包括激光雷达、IMU、里程计，通过所述激光雷达、IMU、里程计建立地图并定位。

进一步优选地，在S1中：采集反光板在地图上的位置为采集在地图坐标系下定位反光板圆心的位置{R₁，...，R_n}。

进一步优选地，在S2中：对AMCL定位包括以下步骤：

S2.1、初始化粒子，

S2.2、根据里程计和IMU的数据对粒子做预测更新，

S2.3、根据激光数据对粒子做测量更新，

S2.4、对粒子进行权重计算和重采样，

S2.5、输出粒子的最终位置。