基于二维码定位导航的两轮差速转向AGV设计

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所属分类:AGV设计资料
摘要

为了提高导引柔性,降低维护成本,将二维码技术应用到视觉导引AGV定位导航中。首先分析差速转向AGV运动学模型。将包含有坐标信息的二维码间隔一定距离粘贴到对应位置,车载工业相机捕捉到二维码图像后,返回二维码包含的AGV位置坐标并提取二维码特征点在图像坐标系中的坐标,通过坐标转换得到AGV位置偏差和角度偏差,进而对AGV两轮速度进行调整以实现纠偏,实验证明:基于二维码图像标签定位导航的视觉导引AGV定位精确,运行灵活稳定,可应用到作业现场。

0 引 言

自动导引车是一种以蓄电池为动力源,装有非接触控制导向装置的无人驾驶车辆,它可在出发地与目的地之间驾驶运行,广泛应用于自动化物流及柔性生产组织系统[1]。

国内的 AGV 研究起步较晚,随着经济发展与投入的加大,国内 AGV 技术发展迅速,AGV 需求量居国际前列[2]。

根据导引方式的不同,AGV 可分为激光导引、惯性导航、电磁导航、视觉导引等,激光导引成本较高,对环境要求较高。惯性导航成本较高,累积误差大。电磁导航与磁导航均需要埋设导引金属线,难以适应新的需求[3]。V—AGV 利用 CCD 采集地面铺设的白色路标信息,经过对图像处理来识别路径,并根据车辆与路径轨迹之间相对位置的判断结果,来控制车辆运行方向的一种导引方式,由于计算机图形信息丰富,智能化水平较高,广泛应用于 AGV 自主导航[4]。

本文基于视觉导引方式,从降低维护成本,提高导引柔性出发,在系统中引入二维码技术,将包含有位置信息的二维码粘贴到对应地面坐标点,通过对车载工业相机拍摄到二维码图像识别处理进行定位导航。主要内容: (1) 差速 AGV 运动学模型分析; (2) 根据二维码特征点坐标确定位置偏差与角度偏差; (3) 根据偏差对 AGV 进行纠偏。

1 差速 AGV 运动学分析

差速 AGV 主要通过两轮差速进行转向控制和曲线运动控制,转动的方向和曲线运动的半径可通过两轮旋转方向及两轮的速度差 ΔV 来实现。AGV 运动学模型如图 1 所示

基于二维码定位导航的两轮差速转向AGV设计

2 二维码偏差参数计算

QR 二维码是一种正方形矩阵二维码符号。具有识读速度快、信息容量大、占用空间小、成本低、可靠性高等优势[6],在AGV 定位中,通过将位置坐标信息封装进二维码如字符串“00000001”,前 4 位表示 X 轴坐标,后四位表示 Y 轴坐标,安装在AGV 车体底部中心的工业相机检测到二维码,解析二维码信息,便可得到位置信息。

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