[发明专利]一种基于AGV与激光跟踪仪的组合定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于AGV与激光跟踪仪的组合定位方法，基于组合定位装置实现，其特征在于，所述组合定位装置包括移动平台(1)、激光跟踪仪(4)和三角架(3)，移动平台(1)上端面固定搭载升降平台(2)，三角架(3)固定在升降平台(2)上端面上，激光跟踪仪(4)固定设置在三角架(3)顶部；移动平台(1)为带有激光雷达定位系统的AGV平台；

升降平台(2)包括中间连接板(23)和三个竖直设置的电动推杆(21)，电动推杆(21)底部通过螺钉固定在移动平台(1)上，中间连接板(23)水平设置并分别与所述三个电动推杆(21)顶部通过螺钉固定连接；三角架(3)底部通过螺栓固定在中间连接板(23)上；

所述组合定位方法包括如下步骤：

步骤S1、在测量场地中布置若干多用途标靶作为辅助基准点，多用途标靶的布置数量应保证覆盖整个测量场空间；

步骤S2、驱动移动平台(1)，开启激光雷达扫描构建导航地图；

步骤S3、根据测量场的高度，调整升降平台(2)，使得激光跟踪仪(4)达到测量场一半的高度；

步骤S4、驱动移动平台(1)至任一测量站位位置，记录激光跟踪仪(4)的当前空间位置作为测量原点，通过激光跟踪仪(4)对距离该测量原点设定距离范围内的所有辅助基准点进行测量，待该测量站位位置测量完毕后，驱动移动平台(1)至下一测量站位位置，直至所有辅基准点都测量完毕；单个辅助基准点测量时，采用手持一枚跟踪靶球激活激光跟踪仪(4)，将跟踪靶球放置在多用途靶标上，读取激光跟踪仪(4)测量值的方式完成；在导航地图中，采用既有的辅助基准点匹配算法，实现各辅助基准点的识别和编号；

步骤S5、通过平差法，解算辅助基准点坐标并构建高精度测量场；

步骤S6、在待定位部件上布置摄影测量靶标作为测量基准点；

步骤S7、卸下激光跟踪仪(4)和三角架(3)，将双目摄影测量装置安装布置在升降平台(2)上，驱动移动平台(1)沿着人为设定的路径移动，对测量基准点进行测量，同时，通过双目摄影测量装置对辅助基准点进行再次测量；通过匹配辅助基准点，将各测量基准点对齐至高精度测量场中，计算出各测量基准点的全局坐标，实现测量基准点的定位；

步骤S4具体包括：

步骤S401、读取第一个测量站位位置所有辅助基准点空间坐标集合其中，i为该站位下辅助基准点的数量；读取激光跟踪仪(4)当前空间定位坐标O₁＝(x,y,z)作为原点，将集合P₁中的辅助基准点空间坐标与原点O₁相加，添加至辅助基准点总集合M中，并依次进行编号，辅助基准点总集合M初始为空集；

步骤S402、读取下一测量站位位置所有辅助基准点空间坐标集合和激光跟踪仪(4)当前对应空间定位坐标O_j，其中，j为测量站位的编号，t为对应测量站位位置下辅助基准点的数量；将集合P_j中的辅助基准点空间坐标与空间定位坐标O_j相加，得到集合T_j；

步骤S403、通过ICP匹配算法，找到辅助基准点总集合M和集合T_j的公共辅助基准点_G；

步骤S404、计算辅助基准点差集N_j＝T_j-G，将集合N_j中的辅助基准点添加至辅助基准点总集合M中，并添加编号；

步骤S405、如果已经是最后一站测量站位，则结束，得到最终的辅助基准点总集合M；否则，执行步骤S402至步骤S404；

步骤S7具体包括：

步骤S701、卸下激光跟踪仪(4)和三角架(3)，将双目摄影测量装置通过螺栓安装在中间连接板(23)上；在导航地图上绘制移动平台(1)运动路径，并设置定位采集间隔为L；

步骤S702、开启移动平台(1)自主导航模式，移动平台(1)沿运动路径每移动L距离暂停移动；

步骤S703、开启双目摄影测量装置，对视角内所有的辅助基准点和测量基准点进行测量，得到基准点测量集合其中，k为双目摄影测量位置编号，s为基准点的编号；

步骤S704、采用RANSAC匹配算法，找到集合W_k和辅助基准点总集合M中的共同的辅助基准点集合B，计算集合差集C_k＝W_k-B，得到测量基准点集合C_k；

步骤S705、如果辅助基准点集合B中共同辅助基准点达到4个及以上，则根据公共点转换原则，将测量基准点集合C_k中的测量基准点映射到高精度测量场中，实现测量基准点的全局定位；

步骤S706、重复步骤S703至步骤S705，直至移动平台(1)走完整个运动路径。