CN105094130A激光制导地图构建的agv搬运机器人导航方法和装置

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所属分类:AGV专利检索

摘要
本发明公开了一种激光制导地图构建的搬运机器人导航方法和装置,所述方法包括步骤:获取作业区域的拓扑地图、几何地图以及搬运机器人的目标终点;获取由激光测距仪和里程计测量的搬运机器人的定位信息,其中所述定位信息包括搬运机器人的位置坐标和自定位位姿;依据所述定位信息和所述拓扑地图生成全局规划路径;根据所述定位信息获取与所述搬运机器人的位置坐标关联的栅格地图,并依据所述全局规划路径生成用于指示搬运机器人运动的指令。本发明只需通过激光测距仪和里程计获取搬运机器人的定位信息即可实现对搬运机器人的实时导航,无需再搬运机器人的作业区域加装其他任何的导航引导材料或结构。

CN105094130A激光制导地图构建的agv搬运机器人导航方法和装置

CN105094130A激光制导地图构建的agv搬运机器人导航方法和装置

公开号 CN105094130 A
发布类型 申请
专利申请号 CN 201510464405
公开日 2015年11月25日
申请日期 2015年7月29日
优先权日 2015年7月29日
发明者 周雪峰, 蒋晓明, 刘晓光, 李凯格, 程韬波, 黄丹
申请人 广东省自动化研究所

说明
激光制导地图构建的AGV搬运机器人导航方法和装置
【技术领域】

[0001] 本发明涉及机器人导航技术,特别是涉及一种激光制导地图构建的搬运机器人导航方法和装置。

【背景技术】

[0002] 随着物流系统的迅速发展,搬运机器人(简称AGV,Automated Guided Vehicle)广泛运用于工业、军事、交通运输、电子等领域。搬运机器人,指装备有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车。

[0003] 搬运机器人以轮式移动为特征,较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比,搬运机器人的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。因此,在自动化物流系统中,最能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。

[0004]目前能够用于搬运机器人的导航/导引技术主要有以下几种:直接坐标、电磁导弓丨、光学导引、全球定位系统导航、惯性导航、反射式激光导航。D直接坐标方式用定位块将的行驶区域分成若干坐标小区域,通过对小区域的计数实现导引。2)电磁导引是在搬运机器人的行驶路径上埋设金属线,并在金属线加载导引频率,通过对导引频率的识别来实现搬运机器人的导引。3)磁带导航是在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线,通过磁感应信号实现导引。4)惯性导航是在搬运机器人上安装陀螺仪,在行驶区域的地面上安装定位块,搬运机器人可通过对陀螺仪偏差信号(角速率)的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向,从而实现导引。5)全球定位系统导航是通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导。6)反射式激光导引是在搬运机器人行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,搬运机器人通过激光扫描器发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和航向,并通过连续的三角几何运算来实现搬运机器人的导引。

[0005] 现有的搬运机器人导航方式都或多或少存在缺陷和不足:

[0006] I)直接坐标导航方式地面测量安装复杂,工作量大,导引精度和定位精度较低,且无法满足复杂路径的要求。

[0007] 2)电磁导航路径难以更改扩展,对复杂路径的局限性大。

[0008] 3)磁带导航方式易受环路周围金属物质的干扰,磁带易受机械损伤,导引的可靠性受外界影响较大。

[0009] 4)惯性导航方式制造成本较高,导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关。

[0010] 5)全球定位系统导航方式精度取决于卫星在空中的固定精度和数量,以及控制对象周围环境等因素。高精度的导航系统的制造成本昂贵。

[0011] 相比较而言,反射式激光导航定位精确,能够适合多种现场环境,是目前国外许多生产厂家优先采用的先进导引方式。

[0012] 发明人发现反射式激光导航需要在搬运机器人行驶路径周围预先垂直设置好一系列反光板,达到定位和定向的目的,因此成本高。另外,反射式激光导航需要安装反光板,对搬运机器人运行的周边环境有破坏,降低了搬运机器人的应用范围(在电信、化工等行业中,搬运机器人的安装不得破坏周边环境)。反射式激光导航定位和定向精度与安装反光板的数量有关,从节约成本的角度考虑,一般都选择尽可能少的安装反光板。由于障碍物(包括环境视觉死角)的影响,搬运机器人的运动路线受限。

【发明内容】

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