[发明专利]一种激光导航叉车式AGV车载系统及方法

权利要求书

1.一种激光导航叉车式AGV车载系统，其特征在于，包括电动叉车本体，在电动叉车本体上设有车载主控制器，所述的车载控制器与定位导航模块、路径规划模块、安全避障模块、声光报警模块、运动执行模块、自动充电模块、无线通讯模块和任务管理调度模块相连；

其中，所述的定位导航模块，采用激光SLAM方式描述周围环境，并融合IMU、轮式里程计、摄像头传感器信息，完成建图和AGV叉车自身定位。

2.如权利要求1所述的激光导航叉车式AGV车载系统，其特征在于，所述的路径规划模块选择关键点作为跳跃点，采用跳跃点判断的方式，以起始点为中心根据规则挑选符合条件的跳点，并以原跳点和新跳点的方向为下一次搜索方向搜索跳点，直至到达终点。

3.如权利要求1所述的激光导航叉车式AGV车载系统，其特征在于，所述的安全避障模块包括接触式防护模块和非接触式防护模块两个。

4.如权利要求3所述的激光导航叉车式AGV车载系统，其特征在于，所述的接触式防护模块包括安装在车头的保险杠、安装在车尾货叉尖部的避障接触开关和安装在门架上端的限高接触开关。

5.如权利要求3所述的激光导航叉车式AGV车载系统，其特征在于，所述的非接触式防护模块包括安装在电动叉车本体车头部的激光避障扫描仪。

6.如权利要求5所述的激光导航叉车式AGV车载系统，其特征在于，所述的激光避障扫描仪包括两个，安装在车头两角处，且激光扫描仪的扫描角度为270度。

7.如权利要求1所述的激光导航叉车式AGV车载系统，其特征在于，所述的运动执行模块用AGV的行走、转向和货叉抬升下降，采用电液混合驱动方式，货叉抬升采用液压控制。

8.基于权利要求1-7任一所述的激光导航叉车式AGV车载系统的控制方法，其特征在于，定位导航模块的建图方法如下：

步骤1：系统通过IMU采集速度和加速度信息，通过姿态解算、互补滤波完成对AGV自身姿态的初步估计；

步骤2：通过轮式里程计采集速度信息完成AGV的航迹推算从而进行AGV自身位置估计，融合姿态估计与位置估计完成位姿估计；

步骤3：多线激光雷达采用点云分割匹配技术，基于点云片段和分类出的目标的方法，建立周围环境的点云描述模型，并与估计的位姿进行扫描匹配得到匹配后的位姿；

步骤4：摄像头进行标志位姿和标志尺寸的识别；

步骤5：与激光雷达匹配位姿动态加权得到高精度位姿；

步骤6：输出位姿到中心控制器调整车轮的转速和转角；

步骤7：判断是否到达目标任务点，若到达则导引完成，若未到达，则开始下一个扫描周期。

9.如权利要求8所述的激光导航叉车式AGV车载系统的控制方法，其特征在于，所述的路径规划模块对路径进行规划的方法如下：

步骤1：首先根据地图精度划分栅格；

步骤2：将起始点加入开放列表；

步骤3：以起始点为中心向8个方向搜索节点；

步骤4：将满足条件的跳点加入开放列表；

步骤5：寻找开放列表中最小值的栅格点记为X点；

步骤6：判断X是否为目标点，若为目标点，则结束路径搜索，若不是目标点，则将X点从开放列表中删除，将X点加入关闭列表；

步骤7：可向直线方向和斜线方向寻找节点，当两个方向都可以扩展时，优先进行直线方向的扩展，先完成直线方向的扩展再进行对角线方向的扩展；搜索直线方向或对角线方向上的第一个跳点N；

步骤8：将N点在关闭列表中删除；

步骤9：判断N点是否在开放列表中，若不在，则将N点加入开放列表，若在，则更新N点在开放列表中的值，再进行下一轮搜索；

步骤10：当搜索完成后，遍历关闭列表中的节点，将所有的节点依次连在一起，便得到最终路径。根据最终生成的路径，运用导航框架，输出速度信息，可实现AGV的运动控制。