本發(fā)明屬于AGV小車技術領域，具體涉及一種AGV小車的定位系統(tǒng)及其定位方法。

背景技術：

隨著B2C電商行業(yè)的快速發(fā)展，物流倉儲成為制約行業(yè)擴張的瓶頸因素。像國內等大型電商無不下重金研發(fā)新一代現(xiàn)代化倉庫，但是大部分倉儲行業(yè)的投資資金都花在了整撿、分流等環(huán)節(jié)中。在最影響倉庫效率的零撿工序終，仍然使用人動貨不動的傳統(tǒng)人力方式，因此具有自由路徑引導的AGV小車恰好是解決該問題的有效方法。

AGV小車的定位有三種比較常用的方式：其中第一種為電磁感應方式。該方式只能實現(xiàn)沿單一軌道行駛，無法實現(xiàn)自由路徑選擇。第二種為激光測距方式，需要固定參照物來作為定位的基準，即在倉儲中布滿激光反射條，而這在零撿倉儲中難以實現(xiàn)。第三種是通過攝像頭讀取地面上的定位二維碼標識的方式。該方式中，二維碼標識中包含的信息量較大，如果小車行駛速度超過每秒3米，對攝像頭的要求就非常高，因為需要采用全幀高速曝光相機，才能實現(xiàn)快速高精度的二維碼掃描，成本非常昂貴。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的第一目的是提供一種AGV小車的定位系統(tǒng)，具有定位準確，成本低的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術方案予以實現(xiàn)的：

本發(fā)明所述AGV小車的定位系統(tǒng)，包括AGV小車本體和用于提供定位標記信息的雙層碼；所述雙層碼鋪設于AGV小車行走的地面；

所述AGV小車本體上還設有：

編碼盤，用于記錄輪子轉動的角位移，并其將其轉換為脈沖信號；

采集器，用于讀取所述雙層碼上的標記信息；

光線發(fā)射器，用于發(fā)出不同類型的光線，以照射雙層碼，使其不同碼層的標記信息交替顯現(xiàn)；

控制器，分別與所述編碼盤、采集器和光線發(fā)射器連接，用于控制AGV的行走速度，并且接收所述編碼盤發(fā)出的脈沖信號，將所述脈沖信號轉換為對應的速度信息，根據(jù)所述速度信息控制光線發(fā)射器發(fā)射對應類型的光線，以便雙層碼上顯現(xiàn)對應的碼層，采集器讀取顯現(xiàn)碼層的標記信息，傳輸至所述控制器，所述控制器根據(jù)該標記信息確定AGV小車的具體位置信息。

進一步地，所述雙層碼包括位于表層的軌跡碼層和位于底層的點陣碼層。

進一步地，所述軌跡碼層上的標記信息采用不含碳的印刷材料制作；所述點陣碼層上的標記信息采用含碳的印刷材料制作。

進一步地，所述光線發(fā)射器包括紅外燈和可見光燈；所述紅外燈發(fā)射出的紅外光照射所述雙層碼時，所述點陣碼層上的標記信息顯現(xiàn)；所述可見光燈發(fā)射的可見光照射所述雙層碼時，所述軌跡碼層上的標記信息顯現(xiàn)。

進一步地，所述點陣碼層上的標記信息由若干個基礎碼區(qū)組成；所述基礎碼區(qū)包括各分布有碼點的定位碼區(qū)和數(shù)據(jù)碼區(qū)。

進一步地，所述基礎碼區(qū)呈矩陣分布；所述定位碼區(qū)分布于所述矩陣的外圍部分；所述數(shù)據(jù)碼區(qū)分布于所述矩陣的中間部分。

進一步地，所述定位碼區(qū)包括由碼點組成的平行定位直線和與所述平行定位直線相垂直的兩垂直定位線；兩條所述垂直定位線中各有一碼點的位置水平偏移。

為了解決上述問題，本發(fā)明的第二目的是提供一種AGV小車的定位方法，具有定位準確，成本低的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術方案予以實現(xiàn)的：

本發(fā)明所述的AGV小車的定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

采集AGV小車本體行走的速度信息；

根據(jù)所述速度信息判斷AGV小車本體是否高于預設閾值，如果是，則開啟可見光燈發(fā)射可見光；如果否，則開啟紅外燈發(fā)射紅外光；

讀取雙層碼上顯現(xiàn)的碼層上的標記信息；

根據(jù)所述標記信息確定AGV小車本體的具體位置。

進一步地，所述讀取雙層碼上顯現(xiàn)碼層上的標記信息的步驟中：

當可見光照射雙層碼時，其顯現(xiàn)的是軌跡碼層，讀取的標記信息是軌跡碼層的標記信息；

當紅外光照射雙層碼時，其顯現(xiàn)的是點陣碼層，讀取的標記信息是點陣碼層的標記信息。

進一步地，所述預設閾值為10cm/s。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述的AGV小車的定位系統(tǒng)及其定位方法，利用設置雙層的碼層，并且采用不同光線發(fā)射器來照射，對于不同光線，則雙層碼只顯現(xiàn)某一碼層。同時對于光線發(fā)射器發(fā)射不同光線的控制，是根據(jù)采用編碼盤記錄的角位移，然后轉換為脈沖信號給到控制器來判斷的，從而決定發(fā)射哪一種類型的光線，進而保證對應速度下，采集器采集對應的碼層上的標記信息。

對于高速時，只需粗略定位不跑偏即可，因此AGV小車的行走速度比較快；當在靠近定位位置時，即需要在托運貨物的架體下停止前，則需要進行精確定位，因為AGV小車速度降低，同時改為不同光照射雙層碼，此刻顯示的碼層上的標記信息可以通過采集器讀取后，進行精確定位，從而完成定位過程。

在以上整個定位的過程中，由于AGV小車大半時間都是在高速行走，只是在最后定位過程中，減慢速度，因此，對于整個定位的過程而言，時間較短；同時，在采用不同碼層的設計，可以將高速過程中識別信息量降低，因為該過程中無需精準定位，只需保證在爭取的線路上即可；在低速過程中，該讀取另一碼層，該過程中，由于速度降低，那么對于采集器的采集硬件設備的要求也就大大降低，從而也就節(jié)約了成本。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：

圖1是本發(fā)明所述的AGV小車的定位系統(tǒng)的結構框圖；

圖2是本發(fā)明所述的AGV小車的定位系統(tǒng)中雙層碼中的點陣碼層的示意圖；

圖3和圖4是本發(fā)明所述的AGV小車的定位系統(tǒng)中雙層碼中的軌跡碼層的示意圖；

圖5是本發(fā)明所述的AGV小車在點陣碼層顯現(xiàn)時的狀態(tài)圖；

圖6是本發(fā)明所述的AGV小車在軌跡碼層顯現(xiàn)時的狀態(tài)圖；

圖7是本發(fā)明所述的AGV小車的定位系統(tǒng)中點陣碼的識別流程圖；

圖8是本發(fā)明所述的AGV小車的定位系統(tǒng)中軌跡陣碼的識別流程圖；

圖9是本發(fā)明所述的AGV小車的定位方法的流程圖。

圖中：

1：AGV小車本體

11：編碼盤 12：采集器

13：光線發(fā)射器

131：紅外燈 132：可見光燈

14：控制器

2：雙層碼

21：點陣碼層

211：基礎區(qū)

2111：定位碼區(qū) 2112：數(shù)據(jù)碼區(qū)

21111：平行定位直線 21112：垂直定位線

22：軌跡碼層

221：軌跡基礎碼區(qū)

2211：中心線 2212：數(shù)據(jù)線

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-圖6所示，本發(fā)明所述的AGV小車的定位系統(tǒng)，包括AGV小車本體1和鋪設于AGV小車本體行走的地面的雙層碼2，所述AGV小車本體1上還設有編碼盤11、采集器12、光線發(fā)射器13和控制器14。

所述編碼盤11具體設置于所述小車本體1的車輪上，用于記錄車輪轉動的角位移，并且將該角位移轉換為脈沖信號，該脈沖信號傳輸至所述控制器14；

所述采集器12用于讀取所述雙層碼2上的標記信息，其具體可以是攝像頭等采集的設備。

所述光線發(fā)射器13則是用于發(fā)射不同類型的光線，發(fā)射不同類型的光線目的就在于：當發(fā)射一種類型的光線時，照射于雙層碼2上時，雙層碼2中只有一層碼層的標記信息顯現(xiàn)；當發(fā)射另一種類型的光線時，再照射于雙層碼2上時，則雙層碼2中的另一層碼層的標記信息顯現(xiàn)，從而滿足AGV小車在不同速度下讀取對應標記信息以定位的目的。

所述控制器14分別與所述編碼盤11、采集器12和光線發(fā)射器13連接，首先可以用于控制AGV小車的行走速度，同時接收AGV小車在行走過程中，帶動編碼盤一起轉動過程中產生的脈沖信號，該脈沖信號通過換算為對應的速度信息，根據(jù)該速度信息，與閾值相比，如果大于閾值，則認定為高速，表示離目標地點較遠，只需初略定位即可，則對應控制所述光線發(fā)射器13發(fā)出對應的光線，從而使得雙層碼2上顯現(xiàn)出對應的碼層，以供所述采集器12讀取對應的標記信息，完成該速度下的定位；同時，如果速度信息與閾值相比，小于該閾值，則認定為低速，表示AGV快到達目標地點，需要精確定位，同時控制所述光線發(fā)射器13發(fā)出對應的另一種光線，從而是雙層碼2上的另一碼層顯現(xiàn)，以供采集器12讀取標記信息，該標記信息讀取后，發(fā)送至所述控制器14，從而最終完成到達目的地的精準定位。

需要說明的是：圖5和圖6所示的狀態(tài)圖中，AGV小車只是采用一個箱體的形式顯示，具體可以根據(jù)實際進行設計，不局限于圖示的形狀或大小。

在以上過程定位過程中，所述雙層碼2是有位于表層的軌跡碼層21和位于底層的點陣碼層22組成，其中，所述軌跡碼層21的標記信息采用的是不含碳的印刷材料制作，所述點陣碼層22上的標記信息采用的是含碳的印刷材料制作而成。

同時，所述光線發(fā)射器13具體是一種可以發(fā)射不同光線的燈具，其包括紅外燈131和可見光燈132，其中紅外燈131發(fā)射的是紅外光，可見光燈132發(fā)射的是可見光，比如綠光、藍光燈。當紅外光照射于雙層碼2上時，則所述雙層碼2中的點陣碼層22上的標記信息顯現(xiàn)，此刻雙層碼2中的軌跡碼層21上的標記下信息則是透明的，所以根本不會影響采集器12的讀取。同樣，當可見光照射于雙層碼2上時，則所述雙層碼2中的軌跡碼層21上的標記信息顯現(xiàn)，以供采集器讀取。

具體來講，所述點陣碼層21上的標記信息是由若干個基礎碼區(qū)211組成，其中所述基礎碼區(qū)211又包括各分部有碼點的定位碼區(qū)2111和數(shù)據(jù)碼區(qū)2112。所述基礎碼區(qū)211呈矩陣分布；所述定位碼區(qū)2111分布于所述矩陣的外圍部分，所述數(shù)據(jù)碼區(qū)2112分布于所述矩陣的中間部分。所述定位碼區(qū)2111包括有碼點組成的平行定位直線21111和與所述平行定位直線21111相垂直的兩垂直定位線21112；兩條所述垂直定位線21112中各有一碼點的位置水平偏移。

在具體圖2中，基礎碼區(qū)211呈5*5的矩陣分布，所述平行定位直線21111中位于同一直線上的碼點為5個；所述垂直定位線21112中位于同一直線上的碼點為4個。所述數(shù)據(jù)碼區(qū)2112包括有3*3個碼區(qū)；每個所述碼區(qū)有1-4個數(shù)據(jù)點和一個中心定位點。

在具體的讀取過程中，點陣碼層21中的基礎碼211區(qū)分為定位碼區(qū)2111和數(shù)據(jù)碼區(qū)2112，在讀取的過程中，只需先將點陣碼層21中的碼點分類，然后確定數(shù)據(jù)碼區(qū)2112的中心點，然后根據(jù)數(shù)據(jù)碼區(qū)2112中的碼點的數(shù)量以及距離數(shù)據(jù)碼區(qū)2112的中心點，確定數(shù)據(jù)碼區(qū)2112中碼點的編碼，最后只需對數(shù)據(jù)碼區(qū)2112中碼點進行編碼組合，計算出碼值即可。該識別方式簡單、后臺處理也就更為快捷，同時無需對所有碼點進行碼值的計算，并且只需采用兩個16bit數(shù)據(jù)對碼點進行描述，從而對識別硬件的內存要求不高，因此成本低。與現(xiàn)有的二維碼的識別換算相比，更為簡單快捷。

所述點陣碼層21的具體的識別過程如下：

S101：讀取至少一個完整的基礎碼區(qū)211的圖像，碼點位置采用二維向量表示，即(x，y)；

S102：將基礎碼區(qū)211中的碼點歸類為定位碼區(qū)2111和數(shù)據(jù)碼區(qū)2112的碼點，其具體如下：

通過將基礎碼區(qū)211中的碼點周圍的1/8個基礎碼區(qū)1范圍內是否有相鄰的碼點作為判據(jù)，如果有相鄰碼點，則判斷該碼點為定位碼區(qū)中的碼點；如果沒有，則判斷該碼點為數(shù)據(jù)碼區(qū)中的碼點。因此根據(jù)以上方案非常簡單、快捷的將定位碼區(qū)2111和數(shù)據(jù)碼區(qū)的碼點2112有序的分類；

S103：將定位碼區(qū)2111的碼點所述形成的網格中心定義為數(shù)據(jù)碼區(qū)的中心點；

S104：根據(jù)數(shù)據(jù)碼區(qū)中的碼點的數(shù)量以及距離數(shù)據(jù)碼區(qū)的中心點的方位，確定數(shù)據(jù)碼區(qū)中的碼點的編碼；

S105：將所述數(shù)據(jù)碼區(qū)中所有碼點的編碼進行組合，計算整個碼區(qū)的碼值。

另外，對于軌跡碼層22，如圖3所示，由若干條軌跡基礎碼區(qū)221組成；

所述軌跡基礎碼區(qū)221包括位于中間的中心線2211和位于中心線兩側的數(shù)據(jù)線2212，

單個軌跡基礎碼區(qū)211內的數(shù)據(jù)線2211由若干段長度相等、寬度不等的數(shù)據(jù)線2212段間隔排列組成；

所述軌跡碼層21中的標記信息識別過程如下：

S201：讀取至少一個完整的軌跡基礎碼區(qū)的圖像；

S202：根據(jù)單個軌跡基礎碼區(qū)內的數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)線段的寬度來確定編碼；

S203：將所述數(shù)據(jù)線上所有數(shù)據(jù)線段的編碼進行組合，計算整個碼區(qū)的碼值。

本發(fā)明所述的AGV小車的定位方法，如圖3所示，具體包括如下步驟：

S301：采集AGV小車本體1行走的速度信息；

S302：根據(jù)所述速度信息判斷AGV小車本體1是否高于預設閾值，如果是，則開啟可見光燈發(fā)射可見光；如果否，則開啟紅外燈發(fā)射紅外光；該閾值本實施例中設置為10cm/s，具體還可以根據(jù)實際需求來。

S303：讀取雙層碼上顯現(xiàn)的碼層上的標記信息；

當可見光照射雙層碼時，其顯現(xiàn)的是軌跡碼層，讀取的標記信息是軌跡碼層的標記信息；

當紅外光照射雙層碼時，其顯現(xiàn)的是點陣碼層，讀取的標記信息是點陣碼層的標記信息。

S304：根據(jù)所述標記信息確定AGV小車本體1的具體位置。

在AGV小車本體1運行定位之前，是停留在雙層碼2之上的，在需要去到目的地之前，首先需要經過路徑規(guī)劃，比如現(xiàn)在所處的位置是(2,2)，需要去到目的地是(5,5)，那么路徑規(guī)劃則可以是：(2,2)--(2,3)--(2,4)--(2,5)--(3,5)--(4,6)--(5,5)。具體可以根據(jù)現(xiàn)有實際而定。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。