[发明专利]一种引导车导航系统及一种引导车导航方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业车辆自动化领域，具体涉及一种引导车导航系统及一种引导车导航方法。

背景技术

工业环境的物理条件具有妨碍各个任务及时有效完成的一些限制。例如，仓库和其它共用空间对于人类员工必须是安全的。在仓库管理人员驾驶叉车进行搬运的过程中由于人的参与可能导致一些失误导致人员伤害；此外，据相关资料显示，在产品生产的整个过程中，用于加工制造的环节仅占5%的时间，其余95%都用于储存、装卸、等待加工和输送等环节，在美国，劳动成本在生产总成本中所占的比例不足10%，而且这一比例还在呈现不断下降的趋势，储存、运输等环节的费用却占总成本的40%，因此目前各工业强国的企业将改造物流结构，降低物流成本作为在竞争中取胜的主要措施，为适应现代生产的需要，物流正在向现代化的方向发展。为了缓解上述问题，一些仓库使用了使这些任务自动化的设备。作为示例，这些仓库可使用自动化的工业车辆，例如AGV引导车，对货物进行托运和放置。然而如何精确定位引导车在环境中的位置成了亟待解决的问题。中国专利公布号为CN103946758A、专利名称为“用于使用预先安置的物体定位工业车辆的方法和装置”的专利是克朗设备有限公司申请的专利,该专利，提供了一种使用动态放置的预先安置的物体作为地标来操作工业车辆的方法，但方法需要复杂的计算，这些计算在通过使用更大的信息集合下增加，从而包括显著的成本和时间。中国专利公布号为CN103733084A、专利名称为“用于对工业车辆提供准确定位的方法和设备”的专利是克朗设备有限公司申请的专利,该专利需要通过使用对工业车辆的二维平面感测来提供准确定位的方法，但是给的方法很宽泛，没有针对性。

发明内容

本发明的目的是提供一种引导车导航系统及一种引导车导航方法，根据工业环境的具体情况，布置环境路标以及RFID标签，并将环境路标以及RFID标签的布置信息存储于数据库中形成地图数据，引导车通过定位模块将传感器数据与地图数据的匹配实现引导车在环境中的定位、通过导航模块实现引导车从当前位置至目标点的导航，该技术方案能够很好地提高工业环境的管理效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种引导车导航系统，包含引导车，其特征在于：该种引导车导航系统还包括环境路标布置模块、地图构建模块、定位模块和导航模块；

所述环境路标布置模块包括RFID标签和环境路标；

所述地图构建模块包括根据所述RFID标签测绘而得的反映整体环境的拓扑地图、根据每一个所述拓扑地图下具体的环境路标测绘而得的反映区域环境的子地图和用于存储所述拓扑地图与所述子地图的数据库；

所述定位模块包含设置在所述引导车上用于读取识别所述RFID标签的RFID读卡器、设置在所述引导车上用于探测所述环境路标的路标观测装置和根据所述数据库上存储的所述子地图的信息与所述路标观测装置获得的观测数据来对所述引导车进行定位的定位运算装置。

在所述地图构建模块中，首先，建立基于所述RFID标签的拓扑地图，通过人工测绘RFID位置信息，可将ｍ个RFID标签信息构成ｍ×ｍ维的邻接矩阵，该邻接矩阵形成该整体环境下基于RFID标签的拓扑地图；其次，构建每一个RFID标签对应区域环境的子地图，可人工测绘记录在该区域地图环境下每个所述环境路标的几何位置(x,y)，在数据库中该RFID标签数据头下，存储每个环境路标的几何位置（路标ID、路标的位置坐标x与y）；环境路标布置模块，其功能之一在于在工业环境的墙壁、货架或其他建筑物上布置环境路标，每一个环境路标在布置之后通过人工测绘的方式将其位置信息存储在所述数据库中，当所述引导车在环境中导航时，通过路标观测装置扫描环境信息、获取所述环境路标的观测位置；所述路标观测装置可以采用GPS定位装置，也可以采用红外线传感器或激光传感器，来获取所述引导车的具体位置，其功能之二在于，所述引导车车体安装RFID读卡器用于识别所述RFID标签，所述RFID标签将人工测绘环境路标形成的地图数据切分为若干个对应局部环境的所述子地图，所述子地图的存储数据中也包含了该所述RFID标签信息，即所述RFID标签与若干所述子地图实现一一对应，所述引导车在工业环境中导航时所述RFID读卡器识别到所述RFID标签信息，从所述数据库中调取对应的子地图数据，实现所述引导车定位，在所述引导车定位模块中，当所述引导车进入环境中，识别到某一所述RFID标签，从所述数据库中调取该RFID标签对应的子地图数据，结合扫描所述环境路标信息，通过地图匹配实现定位。