[发明专利]一种基于PSD测距的AGV精确定位方法

摘要

一种基于PSD测距的AGV精确定位方法如下：(1)采用视觉导引方式，使AGV的定位精度达到±10mm以内；(2)AGV粗定位完成后，利用PSD测距，测得两个基准点坐标，从而根据直线方程确定AGV当前横向和纵向的偏移距离和偏斜角度，得到AGV的当前位姿；(3)AGV当前姿态和目标姿态作为输入，建立AGV的运动方程，计算AGV的偏航角度、旋转角度；(4)通过麦克纳姆轮AGV的全向运动(向前、向后直行，向左、向右横移，任意角度斜行，0回转半径原地旋转及上述运动的组合)，实现AGV的姿态调整；(5)AGV姿态调整过程中，实时解算AGV的位姿，直至定位精度达到±0.3mm为止。本发明的定位精度高，计算简单，工程实现容易。

主权项

1.一种基于PSD测距的AGV精确定位方法，其特征在于步骤如下：(1)在自动导引运输车AGV底盘安装两个位置敏感检测器PSD，并分别建立AGV坐标系和PSD坐标系；(2)在需要对AGV进行精确定位的工位处，安装两个激光发射仪；(3)采用视觉导引方式，使AGV的中心相对于步骤(2)需要对AGV进行精确定位的工位中心的定位精度达到±10mm以内，完成AGV粗定位；(4)在步骤(3)AGV粗定位完成后，步骤(2)的两个激光发射仪发出的激光束，分别照射在步骤(1)所述的两个PSD的光敏面上形成两个光点，AGV实时采集两个光点分别在两个PSD坐标系o₁‑x₁y₁、o₂‑x₂y₂下的坐标(x₁,y₁)，(x₂,y₂)；(5)根据步骤(4)获得的光点的坐标(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，确定AGV的当前位姿，包括当前工位坐标系相对于AGV坐标系的偏斜角度、AGV坐标系下工位坐标系原点相对于AGV坐标系的原点在x方向和y方向的偏移距离；(6)将步骤(5)获得的AGV的当前位姿与目标位姿对比，目标位姿为：AGV当前偏斜角度为0°、横向和纵向的偏移距离也均为0mm，通过基于麦克纳姆轮的AGV的全向运动，实时调整AGV的位姿；(7)AGV位姿调整过程中，实时解算AGV的当前位姿，直至定位精度达到±0.3mm，精确定位完成；所述步骤(6)和(7)中的位姿调整过程即为确定AGV的旋转方向和运动方向并执行相应动作的过程，AGV位姿调整过程中，AGV的运动速度在0.2mm/s到1mm/s之间，旋转速度在0.3°/s到1°/s之间，防止位姿调整过程中的超调震荡，精确定位过程中AGV坐标系下工位坐标系原点相对于AGV坐标系的原点在x方向和y方向的偏移距离x和y满足:x²+y²≤0.3²时，则停止AGV的运动，精确定位完成,定位精度达到±0.3mm；将AGV的运动方向和AGV车头方向之间的夹角记为AGV的偏航角度，偏航角度取值范围为[0°,360°)，AGV向前方即AGV车头方向运动时，偏航角度为0°；计算AGV偏航角度的步骤如下：1)若x＝0，则AGV需沿AGV坐标系的y方向运动，即AGV应向前方或后方运动；若此时y>0，则AGV的偏航角度为β＝0°，即AGV应向前运动；若此时y<0，则AGV的偏航角度为β＝180°，即AGV应向后运动；若此时y＝0，则满足，x²+y²≤0.3²AGV精确定位完成，无需再调整；2)若x>0，则AGV的偏航角度为单位为°；3)若x<0，则AGV的偏航角度为单位为°；计算AGV旋转方向的步骤如下：1)若k>0，则AGV应逆时针旋转；2)若k<0，则AGV应顺时针旋转；3)若k＝0,则AGV无需旋转；其中，k为AGV坐标系下的光点坐标值(x₁‑a,y₁)，(x₂+a,y₂)形成的直线的斜率；对AGV进行精确定位的过程为确定AGV偏航角度和AGV旋转方向的复合运动过程。