一種agv導航控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種AGV導航控制系統(tǒng)，不但包括用于控制AGV運行的導航控制器，還包括兩個攝像頭和用于存儲AGV運行線路的電子地圖的存儲器，所述攝像頭位于AGV車體正前方的兩側，沿AGV車體前面的中軸線呈對稱分布，所述攝像頭的安裝方向傾斜向下，兩只攝像頭視線的交視線交點位于AGV車體前方地面的中軸線上；所述存儲器與所述導航控制器連接，所述導航控制器可以獲取所述存儲器中存儲的AGV運行線路的電子地圖；所述攝像頭與所述導航控制器連接，所述導航控制器可以獲取所述攝像頭攝取的圖像數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的AGV導航控制系統(tǒng)，不但可以應用于存在不易處理的圖像污染的復雜應用環(huán)境中，而且能夠提高AGV導航控制的可靠性。
【專利說明】一種AGV導航控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及導航控制【技術領域】，尤其涉及一種AGV導航控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] AGV(AutomaticGuidedVehicle，自動導引車）是一種按設定的線路或設定的地 圖，在物流調度系統(tǒng)或人工指令的控制下，自動行駛或者自動牽引物料箱，完成物料轉運與 裝卸的無人駕駛物料輸送設備。
[0003] 目前工業(yè)界中已經出現(xiàn)的AGV導航控制系統(tǒng)主要有地磁感應導引、光耦跟蹤導 弓丨、激光反射導引、視覺跟蹤導引、慣性導引、超聲波導引等。其中，視覺跟蹤導引由于其包 含的信息量大，即使出現(xiàn)大量的環(huán)境污染或信息損失，依然能很好地實現(xiàn)線路跟蹤與導航 控制；另外，視覺導引控制還同時具備有建設使用成本低，引導線條的設置與維護簡單等突 出優(yōu)點。但是，基于現(xiàn)有的視覺跟蹤導引控制系統(tǒng)，特別是應用環(huán)境中存在不易處理的圖像 污染問題時，例如地面鏡反射和道路污漬、導引線斷裂、模糊等，常常出現(xiàn)AGV跑偏或者線 路丟失等故障，可靠性低。
【發(fā)明內容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供一種AGV導航控制系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明提供一種AGV導航控制系統(tǒng)，包括用于控制AGV運行的導航控制器，其中， 所述控制系統(tǒng)還包括：
[0006] 存儲器，所述存儲器用于存儲AGV運行線路的電子地圖；
[0007] 攝像頭，所述攝像頭的數(shù)量為兩個，所述攝像頭位于AGV車體正前方的兩側，沿 AGV車體前面的中軸線呈對稱分布，所述攝像頭的安裝方向傾斜向下，兩只攝像頭視線的交 視線交點位于AGV車體前方地面的中軸線上；
[0008] 所述存儲器與所述導航控制器連接，所述導航控制器能夠獲取所述存儲器中存儲 的AGV運行線路的電子地圖；所述攝像頭與所述導航控制器連接，所述導航控制器能夠獲 取所述攝像頭攝取的圖像數(shù)據(jù)。
[0009] 如上所述的導航控制系統(tǒng)，其中，所述導航控制器通過攝像頭控制AGV運行的方 法包括：
[0010] 所述導航控制器接收攝像頭攝取的圖像數(shù)據(jù)；
[0011] 所述導航控制器利用地面網(wǎng)格標記與線性插值相結合的方式，對兩個攝像頭共同 范圍內的圖像數(shù)據(jù)對應起來，選擇灰度值較小的像素值，構造出與實際地面道路相一致的 虛擬合成畫面區(qū)域ROI;
[0012] 所述導航控制器利用霍夫變換提取ROI中的地面道路導引線條，完成AGV的位置 定位與線路跟蹤導航控制。
[0013] 如上所述的導航控制系統(tǒng)，優(yōu)選地，導航控制器確定AGV當前沿道路方向的實際 位移量的方法包括：
[0014] 所述導航控制器利用光流算法分別計算兩只攝像頭畫面中心位置預設范圍內的 畫面幀間位移量，所述預設范圍為經驗值，取AGV幀間位移為兩攝像頭幀間位移的平均值， 在地面道路方向上的投影作為AGV當前沿道路方向的實際位移量。
[0015] 如上所述的導航控制系統(tǒng)，優(yōu)選地，當?shù)孛鎸Ш綐酥境霈F(xiàn)局部強污染或者損毀時， 所述導航控制器利用電子地圖提供的地面導引線條長度、航向角度，以及AGV當前沿道路 方向的實際位移量，以局部盲導方式控制AGV運行。
[0016] 如上所述的導航控制系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述地面道路導引線條采用直線或直線段擬 合的曲線表示，最短直線段長度值為200mm。
[0017] 本發(fā)明提供的AGV導航控制系統(tǒng)不但包括了用于控制AGV運行的導航控制器，還 包括兩個攝像頭和用于存儲AGV運行線路的電子地圖的存儲器，由于攝像頭位于AGV車體 正前方的兩側，沿AGV車體前面的中軸線呈對稱分布，且攝像頭的安裝方向傾斜向下，兩只 攝像頭視線的交視線交點位于AGV車體前方地面的中軸線上，因此攝像頭視野范圍大，能 夠充分利用道路環(huán)境中的導引線條分布信息，不容易為小面積局部污染所影響，可靠性高。 進一步的，當應用環(huán)境中存在地面鏡反射和道路污漬、導引線斷裂、模糊等問題時，導航控 制器可以通過獲取存儲器中存儲的AGV運行線路的電子地圖，利用電子地圖提供的地面導 引線條長度、航向角度，以及AGV當前沿道路方向的實際位移量，以局部盲導方式控制AGV 運行。因此，本發(fā)明提供的AGV導航控制系統(tǒng)，不但可以應用于存在不易處理的圖像污染的 復雜應用環(huán)境中，而且提高了AGV導航控制的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中 所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實 施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他的附圖。
[0019] 圖1為本發(fā)明實施例提供的AGV導航控制系統(tǒng)的結構示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明實施例提供的導航控制應用場景的俯視圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明實施例提供的導航控制器通過攝像頭控制AGV運行的方法流程圖；
[0022] 圖4a為圖2中攝像頭3范圍內的ROI示意圖；
[0023] 圖4b為圖2中攝像頭1范圍內的ROI示意圖；
[0024] 圖5a為圖2中攝像頭3范圍內的ROI的網(wǎng)格標定不意圖；
[0025] 圖5b為圖2中攝像頭1范圍內的ROI的網(wǎng)格標定示意圖；
[0026] 圖5c為圖2中攝像頭1和攝像頭3共同范圍內的ROI的網(wǎng)格標定示意圖；
[0027] 圖6為圖2中攝像頭1和攝像頭3共同范圍內的ROI像素對應表的處理流程圖；
[0028] 圖7為本發(fā)明實施例提供的導航視頻處理流程圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0030] 圖1為本發(fā)明實施例提供的AGV導航控制系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示，本實施 例的導航控制系統(tǒng)，不但包括用于控制AGV運行的導航控制器，還包括用于存儲AGV運行線 路的電子地圖的存儲器和兩個攝像頭。攝像頭A和攝像頭B分別位于AGV車體正前方的兩 偵牝沿AGV車體前面的中軸線呈對稱分布，所述攝像頭的安裝方向傾斜向下，兩只攝像頭視 線的交視線交點位于AGV車體前方地面的中軸線上；所述存儲器與所述導航控制器連接， 所述導航控制器可以獲取所述存儲器中存儲的AGV運行線路的電子地圖；所述攝像頭與所 述導航控制器連接，所述導航控制器可以獲取所述攝像頭攝取的圖像數(shù)據(jù)。
[0031] 圖2為本發(fā)明實施例提供的導航控制應用場景的俯視圖。如圖2所示，AGV車體2 寬度為380mm，導航控制系統(tǒng)的偏航方向角度誤差不大于2°，最大運行速度不超過45米/ 分鐘。最大運行速度主要取決于AGV運行線路的最小轉彎半徑、攝像頭前方視野大小和導 航控制器的最高計算速度。導引線條7a、7b、7c可以采用普通亮色的寬度為45mm-50mm的 膠帶粘貼于地面，或者直接刷亮色油漆而成；地面背景為綠色或灰色。AGV運行線路中的導 引線條7a、7b、7c為直線與弧線的組合，弧線由若干首尾相接的直線段擬合，擬合直線段的 最短長度為200mm。AGV導引線條允許存在不超過200mm長度的的斷裂。
[0032] 攝像頭1和攝像頭3規(guī)格一致，傾斜向下安裝于AGV車體2的正前方兩側，高度為 300mm;攝像頭1和攝像頭3視線交錯，視線交點4位于車體正前方中軸線9上IOOOmm位 置。攝像頭幀率為30幀/秒，畫面光柵分辨率640*480,水平視角為30°。
[0033] 優(yōu)選地，本發(fā)明提供的AGV導航控制系統(tǒng)，特別適用于場地為標準化廠房環(huán)境或 者類似在深色涂漆的平整地面場合中的基于機器視覺的線條導航，地面通常為綠色漆面， 導引線條為普通50mm標準膠帶，或者涂漆劃線；主要處理的問題為視覺導航中由地面反光 污染，局部污漬等導致的局部視覺失效問題。
[0034] 圖3為本發(fā)明實施例提供的導航控制器通過攝像頭控制AGV運行的方法流程圖。 如圖3所示，本實施例的導航控制器通過攝像頭控制AGV運行的方法可以包括以下內容。
[0035]S301、導航控制器接收攝像頭攝取的圖像數(shù)據(jù)。
[0036]S302、導航控制器利用地面網(wǎng)格標記與線性插值相結合的方式，對兩個攝像頭共 同范圍內的圖像數(shù)據(jù)對應起來，選擇灰度值較小的像素值，構造出與實際地面道路相一致 的虛擬合成畫面區(qū)域ROI。
[0037]S303、導航控制器利用霍夫變換提取ROI中的地面道路導引線條，完成AGV的位置 定位與線路跟蹤導航控制。
[0038] 參考圖4a和圖4b，兩只攝像頭中看到的視野范圍與景物并不完全相同，但都包含 有部分共同的景物5R和5L，對應于圖2中的同一ROI區(qū)域5。
[0039] 參考圖5a、圖5b、和圖5c，ROI區(qū)域在兩只攝像頭視頻畫面中的具體范圍，運用地 面網(wǎng)格標定法確定。地面網(wǎng)格可以是專門繪制的330*330mm正方形網(wǎng)格，也可以直接利用 330*330mm地磚伸縮縫等等類似規(guī)整網(wǎng)格，間距測量精度為±5mm。手工或者用程序掃描 兩個攝像頭畫面網(wǎng)格中的所有節(jié)點，基于透視原理計算標定網(wǎng)格的消失點（10U10R)以及 所有網(wǎng)格節(jié)點的真實位置，提高網(wǎng)格標定精度；按照真實的縱橫向地面距離，分別標記網(wǎng)格 節(jié)點（Xi，yP在兩個視頻畫面中的像素坐標％和江，其中i和j分別為標定網(wǎng) 格節(jié)點分別在橫軸和縱軸方向上的序號；相鄰標定網(wǎng)格節(jié)點之間，按線性差值原理進行插 值：
【權利要求】
1. 一種AGV導航控制系統(tǒng)，包括用于控制AGV運行的導航控制器，其特征在于，所述控 制系統(tǒng)還包括： 存儲器，所述存儲器用于存儲AGV運行線路的電子地圖； 攝像頭，所述攝像頭的數(shù)量為兩個，所述攝像頭位于AGV車體正前方的兩側，沿AGV車 體前面的中軸線呈對稱分布，所述攝像頭的安裝方向傾斜向下，兩只攝像頭視線的交視線 交點位于AGV車體前方地面的中軸線上； 所述存儲器與所述導航控制器連接，所述導航控制器能夠獲取所述存儲器中存儲的 AGV運行線路的電子地圖；所述攝像頭與所述導航控制器連接，所述導航控制器能夠獲取 所述攝像頭攝取的圖像數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導航控制器通過攝像頭控制AGV運行 的方法包括： 所述導航控制器接收攝像頭攝取的圖像數(shù)據(jù)； 所述導航控制器利用地面網(wǎng)格標記與線性插值相結合的方式，對兩個攝像頭共同范圍 內的圖像數(shù)據(jù)對應起來，選擇灰度值較小的像素值，構造出與實際地面道路相一致的虛擬 合成畫面區(qū)域ROI ; 所述導航控制器利用霍夫變換提取ROI中的地面道路導引線條，完成AGV的位置定位 與線路跟蹤導航控制。
3. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，導航控制器確定AGV當前沿道路方向的實 際位移量的方法包括： 所述導航控制器利用光流算法分別計算兩只攝像頭畫面中心位置預設范圍內的畫面 幀間位移量，所述預設范圍為經驗值，取AGV幀間位移為兩攝像頭幀間位移的平均值，在地 面道路方向上的投影作為AGV當前沿道路方向的實際位移量。
4. 根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，當?shù)孛鎸Ш綐酥境霈F(xiàn)局部強污染或者損 毀時，所述導航控制器利用電子地圖提供的地面導引線條長度、航向角度，以及AGV當前沿 道路方向的實際位移量，以局部盲導方式控制AGV運行。
5. 根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述地面道路導引線條采用直線或直線 段擬合的曲線表示，最短直線段長度值為200mm。
【文檔編號】G05D1/02GK104483966SQ201410648968
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權日:2014年11月17日
【發(fā)明者】范良志 申請人:范良志