[发明专利]基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术的AGV定位系统及方法

权利要求书

1.基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术，其特征在于：包括主控装置、UWB模块、驱动装置、和上位机，其中，

所述主控装置分别与所述UWB模块和所述激光雷达模块电连接，所述UWB模块将AGV运动位置信息传送给所述主控装置，所述激光雷达模块将AGV观测位置信息传送给所述主控装置，所述主控装置对所述AGV运动位置信息与所述AGV观测位置信息进行计算融合，并根据计算结果控制所述驱动装置动作；

所述主控装置与所述上位机连接通信，将所述AGV运动位置信息与所述AGV观测位置信息计算融合的结果传送给所述上位机，进行数据检测；

所述驱动装置与所述主控装置电连接，且所述驱动装置与所述AGV的驱动组件连接，所述主控装置通过所述驱动装置控制所述AGV的导航定位及调度。

2.根据权利要求1所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术系统技术的AGV定位系统，其特征在于：所述激光雷达模块包括多线激光雷达和图像处理器，所述多线激光雷达设于所述AGV车辆上，采集所述激光雷达定位信息；

所述多线激光雷达设于全局坐标系下对应的激光雷达信息坐标下；

所述图像处理器分别与所述图像采集装置和所述主控装置电连接，对所述图像采集装置采集到的激光雷达信息进行处理，并将该处理结果传送至所述主控装置。

3.根据权利要求2所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术的AGV定位系统，其特征在于：所述图像处理器为S5PV210控制器。

4.根据权利要求3所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术系统技术的AGV定位系统，其特征在于：所述三维地图建立和定位装置为多线激光雷达。

5.根据权利要求4所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术的AGV定位系统，其特征在于：所述激光雷达带有所述全局坐标系下的坐标信息。

6.根据权利要求1－5任一项所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术的AGV定位系统，其特征在于：所述UWB模块包括UWB定位标签、UWB定位基站和UWB处理器，所述UWB定位标签设于所述AGV上，所述UWB定位标签与所述UWB定位基站通信连接，发送AGV位置信息给所述UWB定位基站；

所述UWB定位基站数量为多个，布设于所述AGV移动地图中，接收所述UWB定位标签发送的信息，并将该信息传送至所述UWB处理器，所述UWB处理对该信息进行处理，并将该处理结果传送给所述主控装置。

7.根据权利要求6所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术系统技术的AGV定位系统，其特征在于：所述UWB处理器为基于TOF测距的自解算标签模块。

8.根据权利要求1－5、7任一项所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术系统技术的AGV定位系统，其特征在于：所述主控装置包括主控模块、通信模块、存储模块和Flash模块，所述通信模块、所述存储模块与所述Flash模块均与所述主控模块电连接，所述通信模块与所述上位机连接通信，所述主控模块对所述UWB模块与所述激光雷达模块传送的信号进行处理，并将处理结果存储于所述存储模块内，并通过所述通信模块传送给所述上位机；

优选的，所述主控模块为STM32F407VET6；优选的，所述通信模块为ATK－LORA－01无线通信模块。

9.根据权利要求1所述的基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术系统技术的AGV定位系统，其特征在于：还包括电源模块和紧急功能按键，所述电源模块分别与所述主控装置、所述UWB模块和所述激光雷达模块电连接，为所述主控装置、所述UWB模块和所述激光雷达模块供电；

所述紧急功能按键与所述主控装置电连接，所述紧急功能按键为急停按钮，用于控制所述AGV动作。

10.基于超宽带和激光SLAM(地图同步定位和导航)复合导航技术系统技术的AGV定位方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：在AGV移动地图中设定若干个点设置UWB定位基站，设定其中任一个所述UWB定位基站为原点定位标记，设定所述原点定位标记的坐标轴为全局坐标轴，其他的所述UWB定位基站标记在所述全局坐标轴上，且均具备相应的定位数据；

步骤2：将UWB定位标签设于所述AGV上，在AGV移动过程中，所述UWB定位标签发送信号至所述UWB定位基站，所述UWB定位基站将该信号传送至所述UWB处理器处，所述UWB对所述信号进行处理计算，得出所述UWB定位标签移动过程中的位置信息；

步骤3：采用多线激光雷达建立行驶区域的三维坐标，将对应点的所述车载多线激光雷达模块设置在对应于激光雷达建立的三维坐标下；

步骤4：将多线激光雷达采集的三维定位坐标传送至图像处理器，所述图像处理器对所述激光雷达信息进行处理计算，得到所述AGV当前的位置信息和偏转角；

步骤5：主控模块根据所述UWB模块得到的位置信息和所述激光雷达模块得到的位置信息，建立位置测量系统运动方程与观测方程，并通过扩展卡曼滤波算法计算出所述AGV的最优位置估计；

步骤6：所述主控模块将融合后的位置信息发送至驱动装置，控制所述AGV运动，完成所述AGV的导航定位和调度。