[发明专利]一种激光导航叉车式AGV车载系统及方法

说明书

本发明公开了一种激光导航叉车式AGV车载系统及控制方法，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I MU、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。

技术领域

本发明涉及无人激光叉车控制领域，特别涉及一种无人激光叉车的车载系统及方法。

背景技术

随着仓储物流自动化的快速发展和国内人口红利的消失，自动导引车(AutomatedGuided Vehicle，AGV)凭借其效率高、灵活性强等优点逐渐成为智慧物流系统的重要组成部分。其中，叉车式AGV作为代表，不仅可以实现物料搬运功能，而且可以实现物料堆垛的功能，基本完全替代人力，实现自动化。目前，市场上主流的激光叉车AGV是以电动叉车为主体，将激光雷达等传感器安装在电动叉车主体上，并在周围环境加装反光板等光学辅助装置，协助激光雷达进行定位，进而实现对AGV的控制。但是存在以下问题：

1、现有的激光导航叉车式AGV安装反光板的定位方式对周围环境要求较高，反光板易被污染，周围物体的反射率对激光雷达定位的准确性有一定的影响，由于反光板安装的要求，在室外使用受限，且多采用单一传感器定位，躲避动态障碍物能力较差。

2、现有的AGV路径规划方法多存在路径搜索时间长，冗余节点多等问题，影响AGV的工作效率。且对于多AGV的调度，存在路口拥堵等问题。

3、只是将各类传感器安装在叉车主体上，其车载系统主要用于接收信息和发送指令，并没有将激光SLAM模块、路径规划模块、运动控制模块等做集成，可移植性较差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种激光导航叉车式AGV车载系统及控制方法，具有集成度高和架构精简等优势。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明的实施例提供了一种激光导航叉车式AGV车载系统，包括电动叉车本体，在电动叉车本体上设有车载主控制器、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；

所述的车载主控制器为工控机，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、无线通讯模块分别与主控制器连接；其中所述的定位导航模块摒弃传统的反光板定位方式，采用激光SLAM方式描述周围环境，并融合IMU、轮式里程计、摄像头等传感器信息，完成建图和AGV叉车自身定位。

路径规划模块可进行碰撞检测，计算AGV叉车和周围障碍物之间的距离，用于为AGV规划一条从起始位置到目标工位的最短无碰撞路径。

安全避障模块采用硬件和软件相结合，接触式防护和非接触式防护配合的二级联合防护措施，包括车头部加装的2台专业性激光避障扫描仪，三区域防护模式，一个保护区两个警告区，车尾货叉尖部安装的避障检测光电，车头加装的保险杠和避障接触开关和货叉尖部加装的接触开关；

声光报警模块用于出现故障时的报警提示。

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。

自动充电模块用于为车载电池充电，提高AGV工作效率。无线通讯模块用于与远程控制中心之间的数据通讯，起到数据传输，数据中转作用。

任务调度模块用于多台AGV的任务管理调度。整体系统基于ROS操作系统。

第二方面，基于上述系统，本发明实施例还提供了一种方法，其中，定位导航模块的建图方法如下：