[发明专利]一种基于地标识别的AGV导航定位方法有效

专利信息
申请号: 202110283867.2 申请日: 2021-03-17
公开(公告)号: CN113074729B 公开(公告)日: 2022-09-13
发明(设计)人: 李泷杲;黄翔;黄智超;李根;曾琪;齐凯;陶克梅 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: G01C21/20 分类号: G01C21/20;G01C21/34
代理公司: 南京天华专利代理有限责任公司 32218 代理人: 瞿网兰
地址: 210016 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 标识 别的 agv 导航 定位 方法
【说明书】:

一种基于地标识别的AGV导航定位方法,其特征在于,包括粗定位和精定位,粗定位实现基于视觉地标解算的路径规划,精定位实现基于视觉地标的精定位调姿量解算。本发明有利于在提高路径规划效率的同时提升了转站的定位精度,它具有导航定位精度高;地标依据不同航空制造场景灵活排布,导航定位方式灵活的优点。

技术领域

本发明涉及一种AGV导航定位方法,特别涉及一种应用于航空制造领域内的基于地标识别的导航规划以及精定位调姿量解算方法,具体地说是一种航空制造领域使用的基于地标识别的AGV导航定位方法。

背景技术

机器视觉定位在航空制造领域的AGV应用中,有视觉SLAM与视觉地标两种方向:视觉SLAM计算量大,适用于大型厂区、零部件输送车间等大尺寸空间中定位精度要求不高的场景;而基于视觉地标(如二维码、AR码、April码等)解算AGV位姿,可获得毫米级、亚毫米级的定位精度,适用于装配对接、部件转站等高导航定位精度要求场景。而现有视觉地标方案只聚焦于AGV与地标的位姿解算方法,缺少基于地标识别的路径规划方法,未能体现地标识别方案在航空制造领域中导航定位的灵活性。

在大型航空航天装配制造领域中,装配制造中如航空设备装配对接、装配特征测量等环节工序繁杂、工人工作条件差且人工作业可靠性难以保证。通过AGV搭载专用设备,可以减轻工人工作压力、提高企业生产效率与产品可靠性,而在AGV搭载设备作业过程中,就要求AGV的导航定位精度足够高以减少专用设备作业的误差。而机器视觉结合视觉地标的导航方式,定位精度高且布置简单,适用于航空制造领域中的AGV高精度导航定位需求。而现有视觉地标使用中,地标局限于目标站位与路径过程中的转向提示,缺乏地标的系统性自定位研究,限制了AGV基于地标识别导航的灵活性。

为此,本文提出一种应用于航空制造领域中的基于识别地标的导航定位方法,设计基于地标识别的路径规划方法,基于识别地标补偿AGV自定位误差,提高AGV导航定位的灵活性与精度。

发明内容

本发明的目的针对视觉地标在AGV领域的应用中,缺少基于视觉地标的路径规划方法,且缺少基于地标识别以实现灵活导航定位的应用方法的问题,发明一种基于地标识别的AGV导航定位方法。它能够有效满足AGV在保证运行精度的前提下,灵活驶达目标站位的需求。

本发明的技术方案是:

一种基于地标识别的AGV导航定位方法,其特征在于包括以下步骤:

1.1基于视觉地标解算的路径规划方法即实现粗定位的方法;

1.2基于视觉地标的精定位调姿量解算方法即实现精定位的方法。

所述基于视觉地标解算的路径规划方法包括如下内容:

(1)基于地标解算的精定位与粗定位分界方式。

将路径规划过程分为精定位与粗定位阶段:粗定位导航过程为初始站位导航至分界地标的过程;精定位导航过程为,粗定位真实驶达分解地标站位导航至目标站位的过程。距离目标站位最近的视觉地标为分界地标。记建立的视觉地标位姿索引库中,地标位姿为Ntag表示地标的数量,M表示地标位姿的集合,地标标号i的位姿为Mi。记目标站位的位姿为TGoal,Di为标号i的地标与目标站位的位姿关系,则地标与站位的位姿关系可以表示为:

Di=Mi-TGoal,i∈{1,2,3…,Ntag} (1)

记g为分界地标序号,||Dg||为分别地标与站位的最小二范数,则可得:

||Dg||=||Di||min,i∈{1,2,3…,Ntag} (2)

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