CN107632602A - Agv小车运行轨道纠偏方法及***、地标二维码获取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV小车运行轨道纠偏方法及***、地标二维码获取装置，该方法包括步骤：S1.当AGV小车偏离预设运行轨道时，AGV小车停止运动，并将车身调整至与预设运行轨道平行；S2.摄像装置开始横向移动扫描以获取地标二维码；若获取完整的地标二维码，则执行步骤S4；否则，则执行步骤S3；S3.AGV小车前进或后退预设距离，返回步骤S2；S4.获取摄像装置的横向偏移量，完成纠偏处理，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。本发明实施例中，AGV小车在进行运行轨道纠偏时，通过可横向移动的摄像装置，无需旋转车身及大幅度前进或后退的方式平移车身就能寻找地标二维码，节省时间，提高运行效率。

Description

AGV小车运行轨道纠偏方法及***、地标二维码获取装置

技术领域

本发明涉及AGV小车导航技术领域，尤其涉及一种AGV小车运行轨道纠偏方法及***、地标二维码获取装置。

背景技术

自动导引车(AGV)是一种以充电电池为动力，自动导引的无人驾驶自动化车辆，它能在计算机的监控下，按路径规划和作业要求，精确行走并停靠到指定的地点，完成一系列的作业任务如取货、送货、充电等。随着工业自动化程度的提高和计算机技术的迅速发展，AGV作为装配生产线或作业设备之间的搬运工具使用得越来越多。现有技术中，AGV导航方法主要分为以下几种：电磁导航、光学导航、磁带导航、激光导航、超声波导航、惯性导航以及图像识别导航等。在图像识别导航中，地标二维码导航是一种应用较为广泛的导航方法。

以下为现有技术中关于地标二维码导航的专利文献：

公开号为CN 105404842 A的专利文献公开了“基于地标二维码的AGV定位定向及测速方法”，该发明涉及一种基于地标二维码的AGV定位定向及测速方法，属于导航与控制技术领域。该发明利用装在AGV上的对地拍照摄像头在固定时间间隔内连续拍摄两张包含地标二维码的图片，通过地标二维码识别所获地标信息得到地标点在AGV行驶全路径中的全局位置，通过分别解算地标二维码在图片中的位置和角度，反解出AGV本体相对于地标二维码的局部位置和角度，再与全局位置结合获得AGV在全局路径中的精确位置和航向；通过计算该固定时间段内的位置差获得AGV通过该地标时的速度，从而提供AGV导航所需的位置、航向和速度信息。

公开号为CN 105388899 A的专利文献公开了“一种基于二维码图像标签的AGV导航控制方法”，该发明公开了一种基于二维码图像标签的AGV导航控制方法，是按如下步骤进行：1、获得二维码标签扫描仪的扫描图像中每个像素点的范围大小；2、根据二维码标签扫描仪的扫描图像获得相应的ID号以及二维码图像标签在图像自身坐标系中的位姿；3、AGV小车接收调度中心发送的导航路径指令；4、AGV小车根据导航路径指令依次建立局部导航坐标系，并计算AGV小车在局部导航坐标系中的初始位姿；5、依次规划AGV小车在两个二维码图像标签间的圆弧轨迹；6、根据规划的圆弧半径计算AGV小车的控制量，使得AGV小车依次行驶至导航路径指令序列中的每个二维码图像标签，以完成导航路径指令。

以上两篇专利文献及其他类似现有技术中，多为通过固定安装与AGV底部的摄像头或扫描仪获取地标二维码，该摄像头或扫描仪无法进行位置的左右调整，当AGV因为某种原因偏离了原来的轨道后，AGV需要在原地做大幅度的旋转、通过前进移动、后退移动来平移车辆等方法来重新寻找地面的地标二维码，且耗时会比较长，纠偏效率低。

发明内容

本发明实施例提供了一种AGV小车运行轨道纠偏方法及***、以及一种地标二维码获取装置，用于解决现有技术中纠偏时间长，效率低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种AGV小车运行轨道纠偏方法，所述方法包括步骤：

S1.当AGV小车偏离预设运行轨道时，AGV小车停止运动，并将车身调整至与预设运行轨道平行；

S2.当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，摄像装置开始横向移动扫描以获取地标二维码；

若摄像装置获取完整的地标二维码，则执行步骤S4；

若摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整，则执行步骤S3；

S3.AGV小车前进或后退预设距离，返回步骤S2；

S4.获取摄像装置的横向偏移量，完成AGV小车的纠偏处理，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

进一步地，步骤S1中，当AGV小车移动至下一个应有地标二维码的位置，摄像装置却没有扫描到地标二维码时，判定AGV小车偏离预设运行轨道。

进一步地，步骤S1中，AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行具体为：

S11.AGV小车控制模块读取AGV小车惯性导航模块中的地磁信息和陀螺仪信息，获取AGV小车与预设运行轨道方向的偏移角度；

S12.控制模块根据所述偏移角度，将AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行。

进一步地，步骤S2中，摄像装置开始横向移动扫描以获取地标二维码具体为：

S21.当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，控制模块控制摄像装置向左或向右移动；

S22.摄像装置在移动过程中实时扫描地面图像以获取地标二维码；

S23.当摄像装置获取完整的地标二维码时，控制模块获取摄像装置此时的横向偏移量；

S24.当摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整时，摄像装置返回至移动前的初始位置，并执行步骤S3。

进一步地，步骤S4中，AGV小车的纠偏处理具体为：

S41.控制模块控制摄像装置返回至移动前的初始位置，并根据摄像装置获取完整地标二维码时的横向偏移量，计算AGV小车车身与预设运行轨道的偏移量；

S42.控制模块根据所述车身与预设运行轨道的偏移量计算导航纠偏策略，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

第二方面，本发明实施例提供了一种AGV小车运行轨道纠偏***，该***包括：

控制模块，用于当AGV小车偏离预设运行轨道时，控制AGV小车停止运动，并将车身调整至与预设运行轨道平行；

摄像装置，用于当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，开始横向移动扫描以获取地标二维码；

所述控制模块还用于当摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整时，控制AGV小车前进或后退预设距离，并重新开始横向移动扫描以获取地标二维码，直到摄像装置获取完整的地标二维码；

所述控制模块还用于当摄像装置获取完整的地标二维码时，获取摄像装置的横向偏移量，完成AGV小车的纠偏处理，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

进一步地，所述控制模块包括：

读取单元，用于读取AGV小车惯性导航模块中的地磁信息和陀螺仪信息；

第一获取单元，用于获取AGV小车与预设运行轨道方向的偏移角度；

调整单元，用于根据所述偏移角度，将AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行。

进一步地，所述控制模块还包括：

计算单元，用于根据摄像装置获取完整地标二维码时的横向偏移量，计算AGV小车车身与预设运行轨道的偏移量；

纠偏单元，用于根据所述车身与预设运行轨道的偏移量计算导航纠偏策略，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

进一步地，所述控制模块还包括：

移动控制单元，用于控制摄像装置向左或向右移动；

第二获取单元，用于当摄像装置获取完整的地标二维码时，获取摄像装置的横向偏移量。

第三方面，本发明实施例提供了一种地标二维码获取装置，该装置包括：

摄像单元，用于扫描获取地标二维码；

驱动单元，用于驱动摄像单元横向移动；

位置传感器单元，用于获取所述摄像单元的横向偏移量；

固定单元，用于将所述地标二维码获取装置固定至AGV小车。

在本发明实施例中，AGV小车在进行运行轨道纠偏时，通过可横向移动的摄像装置，达到无需旋转车身以及大幅度前进或后退的方式平移车身就能寻找地面的地标二维码的目的，节省了纠偏花费的时间，提高了***的运行效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中一种AGV小车运行轨道纠偏方法流程图；

图2为本发明实施例二中一种AGV小车运行轨道纠偏***结构图；

图3为本发明实施例二中控制模块结构示意图；

图4为本发明实施例三中一种地标二维码获取装置结构图；

图5为本发明实施例四中另一种地标二维码获取装置结构图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。

在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下为本发明具体实施例。

实施例一

目前一些AGV采用了底部地标二维码扫描进行定位的方法，当AGV在二个地标二维码之间的行走时，多为采用惯性导航的方式，一旦惯性导航***出现故障，可能会导致AGV无法找到下一个地标二维码，也就是出现了偏离轨道的问题。多数AGV采用的扫描头都是固定安装位置，无法进行位置的左右调整，当AGV因为某种原因偏离了原来的轨道后，采用扫描头固定位置安装方式的AGV需要在原地做大幅度的旋转、通过前进移动、后退移动来平移车辆等方法来重新寻找地面的地标二维码，且耗时会比较长。当再次找到一个地面的地标二维码后，再通过内置的陀螺仪、指南针等辅助装置来纠正车身的位置，以便于重新寻找到自己的运行轨道。

本实施例通过一种底部相对于AGV运动方向为参考，可以左右微调摄像头的位置，在配合AGV的前进或后退方法，就可以快速找到地面的地标二维码，从而实现AGV的重新定位。

图1为本实施例中一种AGV小车运行轨道纠偏方法流程图，如图1所示，本实施例中一种AGV小车运行轨道纠偏方法包括步骤：

S1.当AGV小车偏离预设运行轨道时，AGV小车停止运动，并将车身调整至与预设运行轨道平行；

本步骤中，当AGV小车移动至下一个应有地标二维码的位置，摄像装置却没有扫描到地标二维码时，判定AGV小车偏离预设运行轨道。AGV的控制软件将发出AGV停止运行的指令，AGV进入紧急停车状态，此时***启动纠偏软件功能模块，并将车身调整至与预设运行轨道平行。

AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行具体为：

S11.AGV小车控制模块读取AGV小车惯性导航模块中的地磁信息和陀螺仪信息，获取AGV小车与预设运行轨道方向的偏移角度；

S12.控制模块根据所述偏移角度，将AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行。

具体地，AGV的控制软件将读取AGV惯性导航软件模块中地磁信息和陀螺仪信息，获取当前车身与运行轨道方向的偏移角度，并根据此偏移角度计算出左边或右边车轮的电机的控制PWM波的占空比及电机运动时间，并启动单侧驱动电机运动，直至车身的轴线与轨道方向平行时，关闭车轮驱动电机。

S2.当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，摄像装置开始横向移动扫描以获取地标二维码；

若摄像装置获取完整的地标二维码，则执行步骤S4；

若摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整，则执行步骤S3；

S3.AGV小车前进或后退预设距离，返回步骤S2；

在AGV预设行进路径上，如果在地面以一定间隔均匀贴上采用塑封的地标二维码，并给地面的每个地标二维码一个唯一的编码，根据其在地面的已经知道的坐标信息，就可以实现AGV的室内准确定位。地标二维码的信息可以包含但不限于以下信息内容：地标的室内坐标信息、站点的名称(类似于公交车站的名称)、站点的重要性及其它有利于***软件进行调度的信息。地标二维码之间的物理距离，可以根据AGV车身的尺寸、AGV惯性导航的精度等参数进行综合考量后进行设置。

因此，本步骤中，当AGV发生偏离预设运行轨道情况时，首先要获取该目的地存在的地标二维码。

本步骤中，摄像装置开始横向移动扫描以获取地标二维码具体为：

S21.当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，控制模块控制摄像装置向左或向右移动；

S22.摄像装置在移动过程中实时扫描地面图像以获取地标二维码；

S23.当摄像装置获取完整的地标二维码时，控制模块获取并记录摄像装置此时的横向偏移量。

S24.当摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整时，摄像装置返回至移动前的初始位置，并执行步骤S3。

具体地，控制***向摄像头移动装置发出向左或向右的控制命令，则摄像头会进行移动，在摄像头的移动过程中，会同步连续摄取地面的图像，如果在摄像头移动的过程中，有获取到地面的地标二维码信息，则减慢移动速度进行微调，以确保在摄取的图像中地标二维码的信息处于最完整的状态，此时***会记录下摄像头在移动轨道上的精确位置，即偏离中心位置的距离，并依据此数据计算出车身偏移轨道的精确数据。

在一次摄像头横向移动后仍无法找到地标二维码时，控制***控制摄像头，将其移动到车身的中间原始位置。

AGV控制软件同时给左右二轮输出相同占空比的PWM波，控制车身向前或向后移动一定的距离，例如2CM或5CM等，此移动距离根据车身体积、地标二维码大小、摄像头的景深来确定。

采用S21-S22所描述的步骤，继续寻找地面的地标二维码，如果找到地标的地标二维码，则停止寻找，并记录下当前的车身偏移位置。如果仍无法找到地标二维码，则重复上述步骤，直至找到地面的地标二维码为止。

S4.获取摄像装置的横向偏移量，完成AGV小车的纠偏处理，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

本步骤中，AGV小车的纠偏处理具体为：

S41.控制模块控制摄像装置返回至移动前的初始位置，并根据摄像装置获取完整地标二维码时的横向偏移量，计算AGV小车车身与预设运行轨道的偏移量；

S42.控制模块根据所述车身与预设运行轨道的偏移量计算导航纠偏策略，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

具体地，在AGV偏移轨道，并通过移动底部摄像头找地标二维码后，控制***首先控制摄像装置返回至移动前的初始位置，并根据摄像头的偏移车身中心的位置，计算出车身的精确偏移量；将车身精确偏移量自动输入到AGV的惯性导航模块；AGV惯性导航模块根据此偏移量计算出导航纠偏策略，通过控制驱动轮差速运行控制变量，在AGV到达下一个地标二维码前消除当前存在的变差，使得AGV重新运行到正确的由地面地标二维码组成的运行轨道。

本实施例提出一种AGV小车运行轨道纠偏方法，AGV小车在进行运行轨道纠偏时，通过可横向移动的摄像装置，达到无需旋转车身以及大幅度前进或后退的方式平移车身就能寻找地面的地标二维码的目的，节省了纠偏花费的时间，提高了***的运行效率。

实施例二

图2为本实施例中一种AGV小车运行轨道纠偏***结构图，如图2所示，本实施例中一种AGV小车运行轨道纠偏***包括：

控制模块100，用于当AGV小车偏离预设运行轨道时，控制AGV小车停止运动，并将车身调整至与预设运行轨道平行；

摄像装置200，用于当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，开始横向移动扫描以获取地标二维码；

所述控制模块100还用于当摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整时，控制AGV小车前进或后退预设距离，并重新开始横向移动扫描以获取地标二维码，直到摄像装置获取完整的地标二维码；

所述控制模块100还用于当摄像装置获取完整的地标二维码时，获取摄像装置的横向偏移量，完成AGV小车的纠偏处理，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

图3为本实施例中控制模块结构示意图，如图3所示，本实施例中所述控制模块100包括：

读取单元110，用于读取AGV小车惯性导航模块中的地磁信息和陀螺仪信息；

第一获取单元120，用于获取AGV小车与预设运行轨道方向的偏移角度；

调整单元130，用于根据所述偏移角度，将AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行。

所述控制模块100还包括：

计算单元140，用于根据摄像装置获取完整地标二维码时的横向偏移量，计算AGV小车车身与预设运行轨道的偏移量；

纠偏单元150，用于根据所述车身与预设运行轨道的偏移量计算导航纠偏策略，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

所述控制模块100还包括：

移动控制单元160，用于控制摄像装置向左或向右移动；

第二获取单元170，用于当摄像装置获取完整的地标二维码时，获取摄像装置的横向偏移量。

本实施例提出一种AGV小车运行轨道纠偏***，AGV小车在进行运行轨道纠偏时，通过可横向移动的摄像装置，达到无需旋转车身以及大幅度前进或后退的方式平移车身就能寻找地面的地标二维码的目的，节省了纠偏花费的时间，提高了***的运行效率。

实施例三

图4为本实施例中一种地标二维码获取装置结构图，如图4所示，本实施例中一种地标二维码获取装置包括：

摄像单元210，用于扫描获取地标二维码；

驱动单元220，用于控制摄像单元横向移动；

位置传感器单元230，用于获取所述摄像单元的横向偏移量。

此外，还包括：

固定单元240，用于将所述地标二维码获取装置固定至AGV小车。

本实施例提出一种地标二维码获取装置，应用于一种AGV小车运行轨道纠偏方法及***，该装置通过可横向移动的摄像单元，达到无需旋转车身以及大幅度前进或后退的方式平移车身就能寻找地面的地标二维码的目的，节省了纠偏花费的时间，提高了***的运行效率。

实施例四

图5为本实施例中另一种地标二维码获取装置结构图，如图5所示，本实施例中另一种地标二维码获取装置包括：

左侧位置传感器1、中间位置传感器2、右侧位置传感器3、第一滑块固定轨道4、左侧固定支架5、右侧固定支架6、步进电机7、扫描头8、第二滑块固定轨道9、摄像头固定滑块10、丝杆11。

本实施例中，扫描头8用于通过扫描获取地标二维码，从而实现定位。摄像头固定滑块10用于固定扫描头8，摄像头固定滑块10可沿着丝杆11横向移动。第一滑块固定轨道4、第二滑块固定轨道9用于固定摄像头固定滑块10。左侧固定支架5、右侧固定支架6用于固定。

步进电机7用于控制摄像头固定滑块10横向移动，也就是控制扫描头8横向移动。左侧位置传感器1、中间位置传感器2、右侧位置传感器3用于获取扫描头的位置信息，即横向偏移量。

本实施例提出另一种地标二维码获取装置，应用于一种AGV小车运行轨道纠偏方法及***，该装置通过可横向移动的摄像单元，达到无需旋转车身以及大幅度前进或后退的方式平移车身就能寻找地面的地标二维码的目的，节省了纠偏花费的时间，提高了***的运行效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种AGV小车运行轨道纠偏方法，其特征在于，包括步骤：

S1.当AGV小车偏离预设运行轨道时，AGV小车停止运动，并将车身调整至与预设运行轨道平行；

S2.当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，摄像装置开始横向移动扫描以获取地标二维码；

若摄像装置获取完整的地标二维码，则执行步骤S4；

若摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整，则执行步骤S3；

S3.AGV小车前进或后退预设距离，返回步骤S2；

S4.获取摄像装置的横向偏移量，完成AGV小车的纠偏处理，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

2.如权利要求1所述的一种AGV小车运行轨道纠偏方法，其特征在于，步骤S1中，当AGV小车移动至下一个应有地标二维码的位置，摄像装置却没有扫描到地标二维码时，判定AGV小车偏离预设运行轨道。

3.如权利要求1所述的一种AGV小车运行轨道纠偏方法，其特征在于，步骤S1中，AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行具体为：

S11.AGV小车控制模块读取AGV小车惯性导航模块中的地磁信息和陀螺仪信息，获取AGV小车与预设运行轨道方向的偏移角度；

S12.控制模块根据所述偏移角度，将AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行。

4.如权利要求1所述的一种AGV小车运行轨道纠偏方法，其特征在于，步骤S2中，摄像装置开始横向移动扫描以获取地标二维码具体为：

S21.当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，控制模块控制摄像装置向左或向右移动；

S22.摄像装置在移动过程中实时扫描地面图像以获取地标二维码；

S23.当摄像装置获取完整的地标二维码时，控制模块获取摄像装置此时的横向偏移量；

S24.当摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整时，摄像装置返回至移动前的初始位置，并执行步骤S3。

5.如权利要求1或4所述的一种AGV小车运行轨道纠偏方法，其特征在于，步骤S4中，AGV小车的纠偏处理具体为：

S41.控制模块控制摄像装置返回至移动前的初始位置，并根据摄像装置获取完整地标二维码时的横向偏移量，计算AGV小车车身与预设运行轨道的偏移量；

S42.控制模块根据所述车身与预设运行轨道的偏移量计算导航纠偏策略，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

6.一种AGV小车运行轨道纠偏***，其特征在于，包括：

控制模块，用于当AGV小车偏离预设运行轨道时，控制AGV小车停止运动，并将车身调整至与预设运行轨道平行；

摄像装置，用于当AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行后，开始横向移动扫描以获取地标二维码；

所述控制模块还用于当摄像装置未获取地标二维码或者获取的地标二维码不完整时，控制AGV小车前进或后退预设距离，并重新开始横向移动扫描以获取地标二维码，直到摄像装置获取完整的地标二维码；

所述控制模块还用于当摄像装置获取完整的地标二维码时，获取摄像装置的横向偏移量，完成AGV小车的纠偏处理，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

7.如权利要求6所述的一种AGV小车运行轨道纠偏***，其特征在于，所述控制模块包括：

读取单元，用于读取AGV小车惯性导航模块中的地磁信息和陀螺仪信息；

第一获取单元，用于获取AGV小车与预设运行轨道方向的偏移角度；

调整单元，用于根据所述偏移角度，将AGV小车车身调整至与预设运行轨道平行。

8.如权利要求7所述的一种AGV小车运行轨道纠偏***，其特征在于，所述控制模块还包括：

计算单元，用于根据摄像装置获取完整地标二维码时的横向偏移量，计算AGV小车车身与预设运行轨道的偏移量；

纠偏单元，用于根据所述车身与预设运行轨道的偏移量计算导航纠偏策略，以使AGV小车重新按照预设运行轨道行进。

9.如权利要求7所述的一种AGV小车运行轨道纠偏***，其特征在于，所述控制模块还包括：

移动控制单元，用于控制摄像装置向左或向右移动；

第二获取单元，用于当摄像装置获取完整的地标二维码时，获取摄像装置的横向偏移量。

10.一种地标二维码获取装置，其特征在于，包括：

摄像单元，用于扫描获取地标二维码；

驱动单元，用于驱动摄像单元横向移动；

位置传感器单元，用于获取所述摄像单元的横向偏移量；

固定单元，用于将所述地标二维码获取装置固定至AGV小车。