[发明专利]基于模拟退火的AGV惯性导航修正方法

摘要

本发明提供一种基于模拟退火的AGV惯性导航修正方法，其通过RFID电子标签和磁钉获取AGV惯性导航误差修正的所需数据，建立定位修正方程组并利用模拟退火算法进行求解，实现了AGV通过车轮上编码器在室内能够高效导航，使惯性导航在成本低廉的情况下也能有较高的定位导航精度。

主权项

1.基于模拟退火的AGV惯性导航修正方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤A.在AGV左前轮和右前轮分别安装编码器用于测量AGV行进过程中对应轮子的转角，并根据轮子半径计算出对应轮子所行驶的距离，在AGV车身上安装RFID阅读器及磁传感器；步骤B.在AGV的工作区域内，根据具体情况建立直角坐标系，并以该直角坐标系作为AGV导航的全局坐标系；步骤C.在全局坐标系上，规划AGV行驶路径，并将所规划的AGV行驶路径分割为N段可用解析几何表达的轨迹直线段或轨迹曲线段，并通过二维解析几何方法求解这N段轨迹直线段或轨迹曲线段在全局坐标系上的二维几何解析式；步骤D.在AGV的工作区域内，在所规划的AGV行驶路径的N段轨迹直线段或轨迹曲线段上，根据具体情况或随机选取K个点作为AGV行驶定位修正点D1，在对应定位修正点附近选取Z个磁钉定位点，其中Z≥2，测量这Z个磁钉定位点在全局坐标系上的坐标并安装磁钉，在该修正点上安装RFID电子标签，该RFID电子标签内存储该定位修正点所在的对应所述轨迹直线段或所述轨迹曲线段的所述二维几何解析式及其附近Z个磁钉定位点在全局坐标系上的坐标，Z个磁钉定位点的坐标按照与该定位修正点的欧氏距离由近到远的顺序进行存储；步骤E.AGV在工作区域内开启并进行行驶，当AGV行驶前方的RFID电子标签进入到AGV车身上的RFID阅读器的扫描范围内，所述RFID阅读器将读取该RFID电子标签上所存储的轨迹线段二维几何解析式及其附近Z个磁钉定位点在全局坐标系上的坐标，并传输至控制器进行定位修正计算使用；步骤F.AGV车身上磁传感器测得AGV与附近Z个磁钉的距离分别为d1、d2……dZ(其中d1dZ，则以式(2)作为定位修正方程组；步骤G.根据所述定位修正方程组构造定位修正目标函数，对于式(1)定位修正目标函数构造为：F(x,y)＝|(x1‑x)2+(y1‑y)2‑(d1)2|+|(x2‑x)2+(y2‑y)2‑(d2)2|+...+|(xz‑x)2+(yz‑y)2‑(dz)2|对于式(2)定位修正目标函数构造为：F(x,y)＝|(x1‑x)2+(y1‑y)2‑(dz)2|+|(x2‑x)2+(y2‑y)2‑(d2)2|+...+|(xz‑x)2+(yz‑y)2‑(d1)2|步骤H.以F(x,y)为模拟退火算法的优化目标函数，以惯性导航定位下估算的当前AGV在全局坐标系下的坐标(x0,y0)为模拟退火算法初始解，初始温度设置为T0，终止温度设置为Tt，退火策略选择指数降温，即Tk＝αTk‑1，系数α设置为接近1的小数，设置优化目标函数F(x,y)的优化目标阈值f，在模拟退火算法迭代的过程中，当目标函数F(x,y)的具体值小于阈值f，则终止算法，输出此时的解(x',y')作为所述定位修正方程组的解,则x＝x’，y＝y’；步骤I.将(x',y')设置为AGV当前在全局坐标系下的坐标，并以该坐标位置对AGV仅利用轮子上编码器的惯性导航进行初始化；步骤K.AGV控制器结合当前精确的定位坐标及从RFID电子标签上所读取的轨迹线段二维几何解析式，通过电机速度控制算法对AGV的行驶进行控制，以实现AGV的修正。