[发明专利]基于双目激光高精度AGV位置感知方法

权利要求书

1.基于双目激光高精度AGV位置感知方法，其特征在于步骤如下：

1)在自动导引运输车AGV车体中轴线前后两端各安装一个激光导航传感器；

2)在AGV行驶路径和激光扫描范围内安装反光板，确保任意一个激光导航传感器在任何时刻均扫到不低于3个反光板；

3)对激光导航传感器A进行标定，得到地图信息，设定初始原点和0度角；激光传感器的激光束照射在反光板上，根据反光板的距离得出实时激光导航传感器A的在运动区域内的坐标(x₁′,y₁′)和位姿角θ₁`，导航控制器通过串口实时采集传感器当前位姿信息，坐标均在第一象限，获得当前激光导航传感器A位置的坐标值；

4)将步骤3)得到的地图信息复制到激光导航传感器B中，使得激光导航传感器A和激光导航传感器B位于同一坐标系，得出激光导航传感器B坐标(x₂′,y₂′)和位姿角θ₂`；

5)通过滤波算法对收到的激光导航传感器A和激光导航传感器B坐标和位姿角进行滤波，获得滤波后的激光导航传感器A和激光导航传感器B的当前坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)和位姿角θ₁、θ₂；

6)根据步骤5)获得的激光器的当前坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)和位姿角θ₁、θ₂，通过转换公式得出车体中心当前坐标位置(x′,y′)和位姿角θ′；

7)当AGV按规定目标路径直线运行时，将步骤6)获得的AGV的当前位姿与目标路径比较对比，得出车体中心当前坐标(x′,y′)与目标终点坐标(x_f,y_f)的偏移距离Δl，以及车体中心的位姿角θ′与目标路径倾斜角δ的偏移角Δθ；

8)AGV巡线运行过程中，实时解算AGV的当前位姿与目标路径的偏差，根据偏移角Δθ和偏移距离Δl实时调整车体行驶的角速度ω和偏航角完成AGV的纠偏；

所述步骤5)的具体步骤如下：

51)采集实时坐标值(x_temp,y_temp)和位姿角θ_temp加入数组中；

52)每次采集前坐标角度矩阵的值表示为采集后坐标角度矩阵的值表示为

53)当前激光传感器滤波后坐标值为

54)当前激光传感器滤波后初始位姿角θ1：

A：当θ[0]≥355°且θ[1]≤5°且θ[2]≤5°

B：当θ[0]≤5°且θ[1]≥355°且θ[2]≥355°

C：当θ[0]≤5°且θ[1]≥355°且θ[2]≤5°

D：当θ[0]≥355°且θ[1]≤5°且θ[2]≥355°

E：当θ[0]≤5°且θ[1]≤5°且θ[2]≥355°

F：当θ[0]≥355°且θ[1]≥355°且θ[2]≤5°

G：当θ[0]≥355°且θ[1]≥355°且θ[2]≥355°

H：当θ[0]≤5°且θ[1]≤5°且θ[2]≤5°

将角度值转换[0，360°)之间，得出滤波后前激光位姿角θ：

所述步骤6)的具体过程如下：

a.当有且只有激光导航传感器A采集到有效坐标值，车体中心的位姿信息为：

b.当有且只有激光导航传感器B采集到有效坐标值，车体中心的位姿信息为：

位姿角θ′：

坐标值：

c.当激光导航传感器A和激光导航传感器B均采集到有效坐标值，车体中心的位姿信息为：

车体中心的位姿角θ′：

转换激光导航传感器B的位姿角θ′₂：

根据激光导航传感器A的θ₁和转换后激光导航传感器B的θ′₂，得出车体中心的位姿角θ″

将位姿角转换到[0，360°)之间，得出车体中心的位姿角θ′

所述步骤7)的具体过程为：

设行驶路径的直线方程y＝k(x-x_f)+y_f,其中车体中心当前坐标(x′,y′)到目标终点坐标(x_f,y_f)的直线角度tanβ＝k，得出

当x′＝x_f且y′y_f,β＝90°；

当x′＝x_f且y′y_f,β＝270°；

当x′x_f且y′＝y_f,β＝0°；

当x′x_f且y′＝y_f,β＝180°；

当x′≠x_f且y′≠y_f,

得到车体与目标路径的偏移角Δθ＝δ-θ′＝β-θ′；

偏移距离

所述步骤8)的具体步骤如下：

AGV自动导航过程中，重复进行检测当前位姿、实时解算AGV的当前位姿，位姿符合性判断和姿态调整的过程，直至Δl≤2mm且Δθ≤0.1°，导航完成；将AGV的运动方向和AGV车头方向之间的夹角记为AGV的偏航角，偏航角取值范围为[0°,360°)，AGV向前方即AGV车头方向运动时，偏航角为0°；AGV向前方即AGV车头方向运动时，偏航角为0°；计算AGV偏航角的步骤如下：

A.当Δθ≥0°

i.若y′y_f，则AGV的偏航角为

ii.若y′≥y_f，则AGV的偏航角为

B.当Δθ0°

i.若x′x_f，则AGV的偏航角为

ii.若x′≥x_f，则AGV的偏航角为

AGV旋转角速度ω的取值范围[-45°,45°]，其中

AGV旋转方向的步骤如下：

i.若Δθ0，则AGV应顺时针旋转，即ω0；

ii.若Δθ0，则AGV应逆时针旋转，即ω0；

若Δθ＝0,则AGV无需旋转。

2.根据权利要求1所述的基于双目激光高精度AGV位置感知方法，其特征在于：所述步骤1)中所述激光导航传感器安装位置位于车体前后轴线上且与车头方向平行，激光导航传感器A位于车头并与车头前进方向一致，激光导航传感器B位于车尾与车头前进方向相反，同时测量两个激光传感器中心的距离d。