[发明专利]AGV导航定位系统和方法

说明书

本发明提供了AGV导航定位系统和方法，包括：激光雷达向设置在室内墙面四周的反光柱发射单激光束，采集反光柱的数据信息；当AGV在室外时，GPS采集AGV在地心坐标系下的位姿；轮速传感器采集AGV的轮速；惯性测量单元采集AGV的惯性数据；CPU根据反光柱的数据信息和预存的反光柱相对导航坐标系的位置，得到AGV在室内的位姿；根据AGV在室内的位姿，将AGV在地心坐标系下的位姿转化为AGV在导航坐标系的位姿；通过扩展卡尔曼滤波算法得到AGV在室外的位姿；可以实现AGV在室内或室外的精确定位，并且实现AGV从室内到室外或从室外到室内的定位切换，提高AGV作业效率和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，尤其是涉及AGV导航定位系统和方法。

背景技术

AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)在自动运行过程中，定位模块起到非常重要的作用。AGV不仅可以在室内运行，也可以在室外运行，例如，厂间的转运和露天仓库到室内生产线的搬运等。

当AGV在室内运行时，采用二维码导航、磁条导航或激光SLAM(SimultaneousLocalization And Mapping，同步定位与地图构建)等方法进行定位。当采用二维码导航和磁条导航时，由于二维码和磁条容易受到污损或破坏，从而导致定位不准确；当采用激光SLAM进行定位时，该方法依赖于对特征信息的提取才可以进行定位，由于厂房内环境复杂多变，特征信息也会发生变化，故在多变的区域很容易丢失定位，鲁棒性差。

当AGV在室外运行时，采用激光SLAM、视觉SLAM或GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)方法进行定位。由于室外环境比较复杂，采集的信息较多，采用上述方法会导致定位不准确，鲁棒性差。

综上，AGV在室内或室外运行时，采用的定位方法导致定位不准确，鲁棒性差。另外，当AGV从室内运行到室外，或从室外运行到室内时，无法实现室内定位方法和室外定位方法的切换，从而影响AGV作业。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供AGV导航定位系统和方法，可以实现AGV在室内或室外的精确定位，并且实现AGV从室内到室外或从室外到室内的定位切换，提高AGV作业效率和鲁棒性。

第一方面，本发明实施例提供了AGV导航定位系统，所述系统包括激光雷达、中央处理器CPU、全球定位系统GPS、轮速传感器和惯性测量单元；

所述激光雷达和所述GPS均设置在自动导引运输车AGV的顶部，所述激光雷达、所述GPS、所述轮速传感器和所述惯性测量单元分别与所述CPU相连接；

所述激光雷达，用于向设置在室内墙面四周的反光柱发射单激光束，并采集所述反光柱的数据信息；

所述GPS，用于当所述AGV在室外时，采集所述AGV在地心坐标系下的位姿；

所述轮速传感器，用于采集所述AGV的轮速；

所述惯性测量单元，用于采集所述AGV的惯性数据；

所述CPU，用于根据所述反光柱的数据信息和预存的所述反光柱相对导航坐标系的位置，得到所述AGV在所述室内的位姿；根据所述AGV在所述室内的位姿，将所述AGV在所述地心坐标系下的位姿转化为所述AGV在所述导航坐标系的位姿；将所述AGV在所述导航坐标系的位姿、所述AGV的轮速和所述AGV的惯性数据通过扩展卡尔曼滤波算法，得到所述AGV在所述室外的位姿。

进一步的，所述反光柱的数据信息包括所述反光柱相对所述激光雷达的距离、所述反光柱相对所述激光雷达的角度和反光率；