AGV导航——二维码导航工作原理

AGV导航——二维码导航总体设计:该系统由以陀螺仪导航系统、视觉系统、AGV子系统、电源管理系统、传感器系统和装置机械结构五部分组成。导航采用陀螺仪导航为主,视觉导航为辅,最大化融合和利用各导航的优势,提高系统的可靠性和导航精度。

 

二维码导航运行原理AGV在接收到工作中心的指令后,由导航系统将其指引至货物装载处,装载完毕后,按照预设指令,其分析起点-终点路径后,规划出最佳行走路径,行走至指定位置。该过程中不断利用导航系统识别周围特征标志信息,以实时利用AGV子系统计算分析其所处位置,之后利用无线通信方式发送至工作中心电脑,以管理和规划工业现场的总体物流运行进度,避免相互干涉,提高运输效率。

 

  二维码导航项目技术归纳:

(1)
陀螺仪导航与视觉联合导航:
本系统采用陀螺仪导航系统专用模块,主要实现技术为差分定位,并结合工业现场的地图,利用车载控制系统实时分析系统地图坐标数据,之后与地图信息对比以获取定位信息。 项目采用图QR码扫描自适应阈值算法的视觉技术识别运动过程中的关键标志物,辅以航位推算系统以达到路径自动辨识和规划,从而最终达到对AGV导航的目的。通过视觉定位QR码技术导航的图像获取、摄像机标定、特征提取和深度恢复等过程,以达到对物体的位置精确定位。 

AGV二维码导航

QR码(二维码) 

(2)路径规划:AGV运行路径规划分为全局规划和局部规划。全局规划中采用切线图法,即将路径中关键点作为特征点,将该特征点的切线表示弧,这样可以获取AGV起始点和目标点的最短路径,提高AGV路径进行规划的速度;局部规划中采用人工势场法,其设计思想是将AGV在工业现场作业视为一种抽象人造受力场中的运动,通过建立人工势场的负梯度方向指向系统的运动控制方向,目标点对AGV产生引力,障碍物对AGV产生斥力,其驱动结果使其在势场合力作用下控制AGV运动方向并计算AGV位置,为防止工业现场AGV在到达目标位置前陷入局部小点而无法达到预设位置,系统利用模拟退火算法使势函数跳出局部极小点,以使AGV顺利到达目标位置。 

(3)多任务分解及协调:为解决多个AGV间任务分配、路径规划和相互协调,系统采用模糊动态数学模型的方法,该方法基于专家辨识系统的设计思路,将任务分配分解为“最重要、重要、一般、次要”四个等级,并将路径规划为“最近、较近、合理、备选”四个等级,之后利用模糊动态数学模型进行建模和分析,输出最佳的任务分解和路径规划。具体应用中,利用工业现场工作中心对多个AGV提前预置任务和目标路径,提供给系统的初始输入和输出,由系统自动完成对任务和路径的分析,并将指令传送至各AGV车载控制系统,以达到AGV间的任务协调和路径选取。需要指出的是,为了解决实际应用过程中由于任务的不断更新和调整,以及路径过程中可能出现障碍物等情况,在工作中心中设有一套预测控制系统和报警系统,在满足单一作业完成的前提下,对工作中心的任务和路径进行实时建模,以满足现场变化的需求,当路径出现死角时,利用报警系统进行现场提示,由现场人员进行介入解决。

(4)基于视觉的QR码定位技术:对于二维码子系统,其中存储该二维码正对的地面的坐标信息。AGV通过自身的高分辨率长焦摄像头对二维码进行读取和识别,同时通过二维码图像在摄像头坐标中的旋转情况,与电子罗盘数据进行融合,可以确定AGV的精确朝向。综合二维码编码的信息和其在图像中的位置信息,可以对AGV小车进行完整的定位。   

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