基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車的導(dǎo)航方法及慣性引導(dǎo)車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法以及基于該導(dǎo)航方法的慣性引導(dǎo)車，通過在場地上設(shè)置二維碼標簽，并能在自動引導(dǎo)車運行過程中對其軌跡實現(xiàn)實時在線校準，避免了脫軌的可能，通過反饋調(diào)整目標點處抓取機械手的位置實現(xiàn)更加準確的抓取慣性引導(dǎo)車上的物品。
【專利說明】
基于二維碼定位的慣性弓I導(dǎo)車的導(dǎo)航方法及慣性弓I導(dǎo)車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于自動車輛導(dǎo)航技術(shù)，主要涉及一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車的導(dǎo)航方法及慣性引導(dǎo)車。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，自動引導(dǎo)車(AGV)被廣泛的采用，自動導(dǎo)引車能夠按照指令的路線自動運行，不需要人為干涉，因此能夠有效提高工業(yè)自動化，提高運輸效率。
[0004]現(xiàn)有的自動引導(dǎo)車導(dǎo)航方法主要是磁條引導(dǎo)、激光引導(dǎo)等方法，但是這些方法都有自身的局限性，近年來，隨著科技的發(fā)展，也出現(xiàn)了一些新的定位導(dǎo)航技術(shù)，如中國專利號CN201410296320.6所公布的基于二維碼定位的自動引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，該視覺導(dǎo)引方法能夠有效的提高自動引導(dǎo)車的路徑設(shè)計的柔性，但是其需要等間距的安放大量二維碼標簽，且自動引導(dǎo)車在長時間運行后會產(chǎn)生累積誤差，這部分誤差如果不加以修正會影響后續(xù)機械手抓取自動引導(dǎo)車上的物品甚至脫軌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，更加快捷高效的為自動引導(dǎo)車導(dǎo)航，并且在自動引導(dǎo)車運行過程中對其軌跡實現(xiàn)實時在線校準。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，包括以下步驟:
步驟A)，為慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所的地面設(shè)定一個地面坐標系，在應(yīng)用場所的地面上設(shè)置多張二維碼標簽，使二維碼標簽成網(wǎng)格狀，每張二維碼標簽上均印制有儲存該標簽位置坐標信息及與相鄰二維碼標簽之間的距離信息；其中，所述的二維碼標簽為等距規(guī)則設(shè)置，或者所述的二維碼標簽也可以采用不等距無規(guī)則設(shè)置。
[0007]步驟B)，在慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所設(shè)置有終端控制器，所述的終端控制器向慣性引導(dǎo)車發(fā)送目標點的坐標值，由慣性導(dǎo)引車自主規(guī)劃路徑，慣性引導(dǎo)車接收到指令后開始運動，并利用工業(yè)攝像機采集含有二維碼標簽的圖像；
步驟C)，在采集到的圖像中，二維碼標簽中心與所采集的圖像中心的兩個差值分別是偏心量和偏差量，偏心量是慣性引導(dǎo)車偏離慣性引導(dǎo)車軌道的距離，偏差量是慣性引導(dǎo)車距離目標工位的偏差，偏航角是慣性引導(dǎo)車的車體與慣性引導(dǎo)車軌道之間的夾角；
步驟D)，慣性引導(dǎo)車上的陀螺儀實時的反饋出慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)，根據(jù)慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)及已經(jīng)路徑，規(guī)劃慣性引導(dǎo)車的下一步動作，微型工控機讀取到二維碼標簽的二維碼時，微型工控機取出慣性引導(dǎo)車下一步動作需要的與前后左右四個二維碼標簽中的距離信息；
步驟E)，當慣性引導(dǎo)車掃描到目標點的二維碼標簽時，慣性引導(dǎo)車上的微型工控機控制慣性引導(dǎo)車停止運動，并將步驟C)中得到的偏心量和偏差量通過無線發(fā)射接收器反饋給終端控制器，終端控制器通過反饋的數(shù)據(jù)精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品。或者，所述的慣性引導(dǎo)車根據(jù)步驟C)中得到的偏心量和偏差量對慣性引導(dǎo)車做出位置微調(diào)，使得終端控制器精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品。
[0008]本發(fā)明還提供了一種基于二維碼定位導(dǎo)航方法的慣性引導(dǎo)車，包括慣性引導(dǎo)車車體I，車體I上安裝有微型工控機，微型工控機通過運動控制模塊控制電機驅(qū)動車體I運動，車體I上還安裝有無線發(fā)射接收器、攝像頭2以及陀螺儀，
還包括一地面坐標系，所述地面坐標系為慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所，應(yīng)用場所的地面上設(shè)置多張二維碼標簽，使二維碼標簽成網(wǎng)格狀，每張二維碼標簽上均印制有儲存該標簽位置坐標信息及與相鄰二維碼標簽之間的距離信息；其中，所述的二維碼標簽為等距規(guī)則設(shè)置，或者所述的二維碼標簽也可以采用不等距無規(guī)則設(shè)置。
[0009]還包括一設(shè)置在慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所的終端控制器，所述的終端控制器向慣性引導(dǎo)車發(fā)送目標點的坐標值，由慣性導(dǎo)引車自主規(guī)劃路徑，慣性引導(dǎo)車接收到指令后開始運動，并利用攝像機2采集含有二維碼標簽的圖像5;
所述的慣性引導(dǎo)車上的陀螺儀實時的反饋出慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)，根據(jù)慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)及已經(jīng)路徑，規(guī)劃慣性引導(dǎo)車的下一步動作，微型工控機讀取到二維碼標簽的二維碼時，微型工控機取出慣性引導(dǎo)車下一步動作需要的與前后左右四個二維碼標簽中的距離信息；
所述的慣性引導(dǎo)車掃描到目標點的二維碼標簽時，慣性引導(dǎo)車上的微型工控機控制慣性引導(dǎo)車停止運動，并將得到的偏心量和偏差量通過無線發(fā)射接收器反饋給終端控制器，終端控制器通過反饋的數(shù)據(jù)精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品；或者，所述的慣性引導(dǎo)車根據(jù)偏心量和偏差量對慣性引導(dǎo)車做出位置微調(diào)，使得終端控制器精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品。其中，所述的偏心量和偏差量為在采集到的圖像中，二維碼標簽中心與所采集的圖像中心的兩個差值，偏心量是慣性引導(dǎo)車偏離慣性引導(dǎo)車軌道的距離，偏差量是慣性引導(dǎo)車距離目標工位的偏差，偏航角是慣性引導(dǎo)車的車體與慣性引導(dǎo)車軌道之間的夾角。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車及導(dǎo)航方法，通過在場地上設(shè)置二維碼標簽，并能在自動引導(dǎo)車運行過程中對其軌跡實現(xiàn)實時在線校準，避免了脫軌的可能，通過反饋調(diào)整目標點處抓取機械手的位置實現(xiàn)更加準確的抓取慣性引導(dǎo)車上的物品。
[0011]
【附圖說明】
[0012]當結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定，其中:
圖1是本發(fā)明的電路示意圖；
圖2是本發(fā)明的導(dǎo)航方法原理圖； 圖3是發(fā)明實現(xiàn)在線軌跡校準的原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0014]結(jié)合圖1、圖2、圖3對本發(fā)明說明如下:
一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，包括以下步驟:
步驟A)，為慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所的地面4設(shè)定一個地面坐標系，在應(yīng)用場所的地面4上設(shè)置多張二維碼標簽3，使二維碼標簽3成網(wǎng)格狀，每張二維碼標簽3上均印制有儲存二維碼標簽3位置坐標信息及與相鄰二維碼標簽3之間的距離信息;其中，所述的二維碼標簽3為等距規(guī)則設(shè)置，或者所述的二維碼標簽也可以采用不等距無規(guī)則設(shè)置，本實施例采用的是不等距無規(guī)則設(shè)置。
[0015]步驟B)，在慣性引導(dǎo)車的車體I的應(yīng)用場所設(shè)置有終端控制器，所述的終端控制器向慣性引導(dǎo)車發(fā)送目標點的坐標值，由慣性導(dǎo)引車自主規(guī)劃路徑，慣性引導(dǎo)車接收到指令后開始運動，并利用工業(yè)攝像機2采集含有二維碼標簽3的圖像；
步驟C)，在采集到的圖像5中，二維碼標簽3中心O2與所采集的圖像5中心O1的兩個差值分別是偏心量X和偏差量Y，偏心量X是慣性引導(dǎo)車偏離慣性引導(dǎo)車軌道的距離，偏差量Y是慣性引導(dǎo)車距離目標工位的偏差，偏航角β是慣性引導(dǎo)車的車體與慣性引導(dǎo)車軌道之間的夾角；
步驟D)，慣性引導(dǎo)車上的陀螺儀通過和速度及里程計數(shù)據(jù)融合實時的反饋出慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)，此運動狀態(tài)包含偏航角信息，根據(jù)此偏航角信息通過運動控制模塊，對慣性導(dǎo)引車實時糾偏，防止出現(xiàn)脫軌的可能，根據(jù)慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)及已經(jīng)路徑，規(guī)劃慣性引導(dǎo)車的下一步動作，微型工控機讀取到二維碼時，微型工控機取出慣性引導(dǎo)車下一步動作需要的與前后左右四個二維碼標簽中的距離信息；
步驟Ε)，當慣性引導(dǎo)車掃描到目標點的二維碼標簽時，慣性引導(dǎo)車上的微型工控機控制慣性引導(dǎo)車停止運動，并將步驟C)中得到的偏心量X和偏差量Y通過無線發(fā)射接收器反饋給終端控制器，終端控制器通過反饋的數(shù)據(jù)精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品?；蛘?，所述的慣性引導(dǎo)車根據(jù)步驟C)中得到的偏心量X和偏差量Y對慣性引導(dǎo)車做出位置微調(diào)，使得終端控制器精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品，將步驟C)中得到的偏航角β與步驟D)中得到的陀螺儀和速度及里程計的偏航角信息進行數(shù)據(jù)融合，生成一個可信度更高的偏航角，將此偏航角通過運動控制模塊，用于慣性導(dǎo)引車的下一步糾偏控制，進一步防止慣性導(dǎo)引車脫軌。
[0016]本發(fā)明還提供了一種基于二維碼定位導(dǎo)航方法的慣性引導(dǎo)車，包括慣性引導(dǎo)車車體I，車體I上安裝有微型工控機，微型工控機通過運動控制模塊控制電機驅(qū)動車體I運動，車體I上還安裝有無線發(fā)射接收器、攝像頭2以及陀螺儀，
還包括一地面坐標系，所述地面坐標系為慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所，應(yīng)用場所的地面4上設(shè)置多張二維碼標簽3，使二維碼標簽3成網(wǎng)格狀，每張二維碼標簽3上均印制有儲存該標簽3位置坐標信息及與相鄰二維碼標簽3之間的距離信息;其中，所述的二維碼標簽3為等距規(guī)則設(shè)置，或者所述的二維碼標簽也可以采用不等距無規(guī)則設(shè)置。本實施例采用不等距無規(guī)則設(shè)置。
[0017]還包括一設(shè)置在慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所的終端控制器，所述的終端控制器向慣性引導(dǎo)車發(fā)送目標點的坐標值，由慣性導(dǎo)引車自主規(guī)劃路徑，慣性引導(dǎo)車接收到指令后開始運動，并利用攝像機2采集含有二維碼標簽的圖像5;
慣性引導(dǎo)車上的陀螺儀通過速度及里程計實時的反饋出慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)，根據(jù)慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)及已經(jīng)路徑，規(guī)劃慣性引導(dǎo)車的下一步動作，微型工控機讀取到二維碼時，微型工控機取出慣性引導(dǎo)車下一步動作需要的與前后左右四個二維碼標簽中的距離信息；
慣性引導(dǎo)車掃描到目標點的二維碼標簽時，慣性引導(dǎo)車上的微型工控機控制慣性引導(dǎo)車停止運動，并將得到的偏心量X和偏差量Y通過無線發(fā)射接收器反饋給終端控制器，終端控制器通過反饋的數(shù)據(jù)精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品；或者，所述的慣性引導(dǎo)車根據(jù)偏心量X和偏差量Y對慣性引導(dǎo)車做出位置微調(diào)，使得終端控制器精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品。其中，所述的偏心量X和偏差量Y為在采集到的圖像5中，二維碼標簽3中心O2與所采集的圖像5中心O1的兩個差值，偏心量X是慣性引導(dǎo)車偏離慣性引導(dǎo)車軌道的距離，偏差量Y是慣性引導(dǎo)車距離目標工位的偏差，偏航角β是慣性引導(dǎo)車的車體與慣性引導(dǎo)車軌道之間的夾角。
[0018]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?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(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。
【主權(quán)項】
1.一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟A)，為慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所的地面設(shè)定一個地面坐標系，在應(yīng)用場所的地面上設(shè)置多張二維碼標簽，使二維碼標簽成網(wǎng)格狀，每張二維碼標簽上均印制有儲存該標簽位置坐標信息及與相鄰二維碼標簽之間的距離信息；步驟B)，在慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所設(shè)置有終端控制器，所述的終端控制器向慣性引導(dǎo)車發(fā)送目標點的坐標值，由慣性導(dǎo)引車自主規(guī)劃路徑，慣性引導(dǎo)車接收到指令后開始運動，并利用工業(yè)攝像機采集含有二維碼標簽的圖像；步驟C)，在采集到的圖像中，二維碼標簽中心與所采集的圖像中心的兩個差值分別是偏心量和偏差量，偏心量是慣性引導(dǎo)車偏離慣性引導(dǎo)車軌道的距離，偏差量是慣性引導(dǎo)車距離目標工位的偏差，偏航角是慣性引導(dǎo)車的車體與慣性引導(dǎo)車軌道之間的夾角；步驟D)，慣性引導(dǎo)車上的陀螺儀實時的反饋出慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)，根據(jù)慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)及已經(jīng)路徑，規(guī)劃慣性引導(dǎo)車的下一步動作，微型工控機讀取到二維碼標簽的二維碼時，微型工控機取出慣性引導(dǎo)車下一步動作需要的與前后左右四個二維碼標簽中的距離信息；步驟E)，當慣性引導(dǎo)車掃描到目標點的二維碼標簽時，慣性引導(dǎo)車上的微型工控機控制慣性引導(dǎo)車停止運動，并將步驟C)中得到的偏心量和偏差量通過無線發(fā)射接收器反饋給終端控制器，終端控制器通過反饋的數(shù)據(jù)精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，其特征在于，所述步驟A)中，所述的二維碼標簽為等距規(guī)則設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，其特征在于，所述步驟A)中，所述的二維碼標簽為不等距無規(guī)則設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車導(dǎo)航方法，其特征在于，所述步驟E)中，所述的慣性引導(dǎo)車根據(jù)步驟C)中得到的偏心量和偏差量對慣性引導(dǎo)車做出位置微調(diào)，使得終端控制器精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品。5.—種如權(quán)利要求所述的基于二維碼定位導(dǎo)航方法的慣性引導(dǎo)車，其特征在于，包括慣性引導(dǎo)車車體(I)，車體(I)上安裝有微型工控機，微型工控機通過運動控制模塊控制電機驅(qū)動車體(I)運動，車體(I)上還安裝有無線發(fā)射接收器、攝像頭(2)以及陀螺儀，還包括一地面坐標系，所述地面坐標系為慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所，應(yīng)用場所的地面(4)上設(shè)置多張二維碼標簽(3)，使二維碼標簽(3)成網(wǎng)格狀，每張(3)上均印制有儲存該二維碼標簽(3)位置坐標信息及與相鄰二維碼標簽(3)之間的距離信息；還包括一設(shè)置在慣性引導(dǎo)車的應(yīng)用場所的終端控制器，所述的終端控制器向慣性引導(dǎo)車發(fā)送目標點的坐標值，由慣性導(dǎo)引車自主規(guī)劃路徑，慣性引導(dǎo)車接收到指令后開始運動，并利用攝像機(2)采集含有二維碼標簽的圖像(5);所述的慣性引導(dǎo)車上的陀螺儀實時的反饋出慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)，根據(jù)慣性引導(dǎo)車的運動狀態(tài)及已經(jīng)路徑，規(guī)劃慣性引導(dǎo)車的下一步動作，微型工控機讀取到二維碼標簽的二維碼時，微型工控機取出慣性引導(dǎo)車下一步動作需要的與前后左右四個二維碼標簽中的距離信息；所述的慣性引導(dǎo)車掃描到目標點的二維碼標簽時，慣性引導(dǎo)車上的微型工控機控制慣性引導(dǎo)車停止運動，并將得到的偏心量和偏差量通過無線發(fā)射接收器反饋給終端控制器，終端控制器通過反饋的數(shù)據(jù)精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品；其中，所述的偏心量和偏差量為在采集到的圖像中，二維碼標簽中心與所采集的圖像中心的兩個差值，偏心量是慣性引導(dǎo)車偏離慣性引導(dǎo)車軌道的距離，偏差量是慣性引導(dǎo)車距離目標工位的偏差，偏航角是慣性引導(dǎo)車的車體與慣性引導(dǎo)車軌道之間的夾角。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車，其特征在于，所述的二維碼標簽為等距規(guī)則設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車，其特征在于，所述的二維碼標簽為不等距無規(guī)則設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于二維碼定位的慣性引導(dǎo)車，其特征在于，所述的慣性引導(dǎo)車根據(jù)偏心量和偏差量對慣性引導(dǎo)車做出位置微調(diào)，使得終端控制器精確控制抓取目標點處慣性引導(dǎo)車上物品。
【文檔編號】G05D1/02GK106054878SQ201610395029
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】羅哉, 唐穎奇, 郭斌, 胡曉峰, 范偉軍, 李冬
【申請人】中國計量大學(xué)