基于非導引路徑的agv舉升校正系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括貨物托盤、規(guī)則圖形碼定位控制器、規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺、規(guī)則圖形碼標簽和磁釘，規(guī)則圖形碼定位控制器分別與規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺相連接；該方法包括以下步驟：AGV進入貨物托盤下的視覺觸發(fā)區(qū)，規(guī)則圖形碼定位控制器控制電磁柵尺和規(guī)則圖形碼讀碼器采集數(shù)據(jù)并進行進行舉升校正。本發(fā)明設計合理，實現(xiàn)AGV與貨物托盤的對位功能，提高了AGV對于托盤存放區(qū)以外的任意隨機位置的托盤舉升過程中的自動化水平，解決了人工作業(yè)帶來的工作量繁重，作業(yè)時間長的問題，減小了AGV相對于貨物托盤的誤差，保證了AGV運輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。
【專利說明】基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于AGV【技術領域】，尤其是一種基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)及其方法。
【背景技術】
[0002]AGV是一種無人駕駛的全自動搬運車，可應用于智能倉儲或智能停車場，其工作方式是:將貨物放在托盤上，托盤放在指定位置的托盤存放區(qū)，托盤存放區(qū)為AGV導引路徑上的一塊指定區(qū)域，該指定區(qū)域中心的地面上敷設有二維碼標簽，當AGV托舉貨物之前，通過托盤存放區(qū)中心的二維碼標簽校正自身和托盤的位姿，當AGV到達目標點放下貨物之前時，也同樣是通過目標點地面中心的二維碼標簽校正貨物存放的位姿。以上所述均為正常情況下的AGV的處理方法，但當出現(xiàn)意外情況，例如，當出現(xiàn)故障急?；蛲斜P存放區(qū)尚未使用時，此時的托盤及其運載的貨物很可能停放在一個沒有二維碼的隨機位置上，怎樣使得AGV在沒有導引標簽的情況下，按照規(guī)定的位姿正常地進入托盤入口并且在舉升托盤之前自動完成AGV和托盤的位姿校正呢？傳統(tǒng)作業(yè)模式是依靠人工目測的方法:相關人員鉆到AGV小車下面，仰頭目測AGV小車和托盤之間的位置誤差和角度誤差，然后，回到電腦操作臺上，憑借記憶中的位姿誤差數(shù)據(jù)在電腦操作臺上手動輸入校正命令和校正參數(shù)發(fā)送給AGV控制器，AGV小車執(zhí)行控制器的命令，以此完成初始位姿的校正工作。此方法不足在于:采用人工校正的方法，工作量繁重、作業(yè)時間長。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)及其方法，用于解決依靠人工對位帶來的工作量繁重、作業(yè)時間長等問題。
[0004]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)，包括貨物托盤、安裝在AGV小車上的規(guī)則圖形碼定位控制器、安裝在AGV車體中心的規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺、安裝在貨物托盤下表面的規(guī)則圖形碼標簽和磁釘，規(guī)則圖形碼定位控制器分別與規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺相連接，規(guī)則圖形碼讀碼器讀取貨物托盤上的規(guī)則圖形碼標簽傳送給規(guī)則圖形碼定位控制器，電磁柵尺檢測貨物托盤上的磁釘并將檢測結果傳送給規(guī)則圖形碼定位控制器，規(guī)則圖形碼定位控制器對接收數(shù)據(jù)分析處理實現(xiàn)AGV小車對于托盤存放區(qū)以外貨物托盤的位姿校正功能。
[0006]而且，所述的規(guī)則圖形碼標簽為二維碼標簽，所述的規(guī)則圖形碼讀碼器為二維碼
讀碼器。
[0007]而且，所述的規(guī)則圖形碼讀碼器及電磁柵尺均安裝在AGV車體中心的方形孔內且朝向貨物托盤，電磁柵尺位于規(guī)則圖形碼讀碼器的四周。
[0008]而且，所述的規(guī)則圖形碼標簽設置在貨物托盤底部的中心位置，所述的磁釘分布于規(guī)則圖形碼標簽的四周，由磁釘圍起的一個方形區(qū)域為視覺觸發(fā)區(qū)。[0009]而且，所述的規(guī)則圖形碼定位控制器由微處理器、通信接口和AGV驅動模塊連接構成，該微處理器通過通信接口分別與規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺相連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，該微處理器與AGV驅動模塊相連接實現(xiàn)對AGV的驅動控制功能。
[0010]一種基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)的校正方法，包括以下步驟:
[0011]步驟1:安裝于AGV車體中心的電磁柵尺隨同車體進入貨物托盤下的視覺觸發(fā)區(qū)；
[0012]步驟2:電磁柵尺采集到視覺觸發(fā)區(qū)的視覺觸發(fā)信號后將信號發(fā)給規(guī)則圖形碼定位控制器，電磁柵尺采集信號的時刻為AGV進入視覺觸發(fā)區(qū)的時刻；
[0013]步驟3:規(guī)則圖形碼定位控制器接收到視覺觸發(fā)信號后給規(guī)則圖形碼讀碼器發(fā)送米集命令；
[0014]步驟4 =AGV車體中心的規(guī)則圖形碼讀碼器采集貨物托盤下表面中心的規(guī)則碼圖像并將采集信號反饋給規(guī)則圖形碼定位控制器；
[0015]步驟5:規(guī)則圖形碼定位控制器根據(jù)規(guī)則圖形碼讀碼器反饋的圖像信號校正AGV車體中心點和托盤中心點之間的位姿誤差；
[0016]步驟6 =AGV開啟頂升裝置、頂升裝置對準貨物托盤對位孔。
[0017]而且，所述步驟5的具體處理方法為:
[0018]⑴建立如下三個坐標系:圖像坐標系(U、V)、小車坐標系(X小車、y小車)、世界坐標系(X世界、y世界)；
[0019]⑵計算在小車坐標系下AGV相對于貨物托盤下表面中心的規(guī)則圖形碼標簽的偏離角度和偏離位置；
[0020]⑶計算規(guī)則圖形碼標簽相對于世界坐標系的偏離位置和偏離角度；
[0021]⑷計算AGV相對于世界坐標系的偏離角度和偏離位置，從而獲得AGV相對于貨物托盤的矯正位置和角度。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0023]本發(fā)明通過在貨物托盤下表面中心安裝規(guī)則碼標簽及磁釘并設置視覺圖像觸發(fā)區(qū)，在AGV小車中心安裝規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺并與規(guī)則圖形碼定位控制器連接，實現(xiàn)AGV與貨物托盤的對位功能，提高了 AGV對于托盤存放區(qū)以外的任意隨機位置的托盤舉升過程中的自動化程度，解決了人工作業(yè)帶來的工作量繁重，作業(yè)時間長的問題，減小了AGV相對于貨物托盤的誤差，保證了 AGV運輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接示意圖；
[0025]圖2為AGV與貨物托盤的關系示意圖；
[0026]圖3為電磁柵尺和規(guī)則圖形碼讀碼器與AGV車體的安裝關系示意圖(俯視圖)；
[0027]圖4為電磁柵尺和規(guī)則圖形碼讀碼器與AGV車體的安裝關系示意圖(側視圖)；
[0028]圖5為貨物托盤底部的結構示意圖；
[0029]圖6為本校正方法的處理流程圖；
[0030]圖7為AGV進入托盤入口之前使用人工操作手柄校正AGV位姿示意圖；
[0031]圖8為視覺觸發(fā)緩沖區(qū)的示意圖；[0032]圖9為規(guī)則圖形碼開始采集圖像的起始位置示意圖；
[0033]圖中，1-1:AGV 車體；1-2 =AGV 車輪；1-3 =AGV 頂升機構；1-4 =AGV 方形孔；1-5:電磁柵尺；1-6:規(guī)則圖形碼定位控制器；1-7:讀碼器支架；1-8:規(guī)則圖形碼讀碼器；2-1 --貨物托盤'2-2:托盤對位孔；2-3:托盤腿；2-4:視覺觸發(fā)區(qū)；2-5:磁釘；2-6:規(guī)則圖形碼標簽；5:人工操作手柄。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。
[0035]一種基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)，如圖1所示，包括貨物托盤、安裝在AGV小車上的規(guī)則圖形碼定位控制器、安裝在AGV車體中心的規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺、安裝在貨物托盤下表面的規(guī)則圖形碼標簽和磁釘。在本實施例中，規(guī)則圖形碼標簽為二維碼標簽，規(guī)則圖形碼讀碼器為二維碼讀碼器。所述的規(guī)則圖形碼定位控制器由微處理器、通信接口和AGV驅動模塊連接構成，該微處理器通過通信接口分別與規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺相連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，該微處理器與AGV驅動模塊相連接實現(xiàn)對AGV的驅動控制功能，該通信接口可以為網絡接口、USB接口或者1394接口等接口。所述的規(guī)則圖形碼定位控制器通過通信接口與規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺相連接，該規(guī)則圖形碼定位控制器用于讀取貨物托盤下表面的規(guī)則圖形碼標簽并傳送給規(guī)則圖形碼定位控制器，所述的電磁柵尺用于檢測貨物托盤下表面的磁釘并將檢測結果傳送給規(guī)則圖形碼定位控制器，規(guī)則圖形碼定位控制器對讀取的規(guī)則圖形碼圖像及電磁柵尺檢測結果進行分析并控制AGV驅動模塊進行動作，從而實現(xiàn)AGV小車對于托盤存放區(qū)以外的隨機位置上托盤的位姿校正功倉泛。
[0036]如圖2至圖4所示，AGV由車體1-1、車輪1-2及頂升機構1-3構成，在AGV車體中心位置的方形孔內1-4安裝有朝向貨物托盤的電磁柵尺1-5和規(guī)則圖形碼讀碼器1-8，由四個方向的電磁柵尺組合構成組合電磁柵尺組。規(guī)則圖形碼讀碼器通過讀碼器支架1-7安裝在磁柵尺的內圈，規(guī)則圖形碼定位控制器(主控制器)1-6安裝于車體底部的后端。
[0037]如圖5所示，在貨物托盤2-1的底部設有四個對位孔2-2和四個貨物托盤腿2-3，規(guī)則圖形碼標簽2-6敷設在貨物托盤底部的中心位置，在規(guī)則圖形碼標簽的四周安裝磁釘2-5，每一組磁釘對應AGV小車進入托盤的一個方向，由磁釘圍起的一個方形區(qū)域為視覺觸發(fā)區(qū)2-4，該視覺觸發(fā)區(qū)能夠用來確定方向和中心點，所述的貨物托盤可以停放在托盤存放區(qū)以外的隨機位置上。
[0038]一種基于非導引路徑的AGV舉升校正方法，如圖6所示:
[0039]步驟1:安裝于AGV車體中心的電磁柵尺隨同車體進入貨物托盤下的視覺觸發(fā)區(qū)；
[0040]如圖7所示，圖中1-0為AGV小車上表面，AGV小車進入貨物托盤之前，依靠人工操作手柄控制AGV小車正常進入托盤入口，其控制方式為:由人工操作手柄5向規(guī)則圖形碼定位控制器(主控制器)發(fā)送命令，主控制器再向AGV驅動模塊發(fā)送命令，從而調整AGV小車與托盤入口的相對位置從而使AGV由位姿①到位姿②，調整后的AGV小車能夠正常進入托盤入口 ；
[0041]步驟2:電磁柵尺采集到視覺觸發(fā)區(qū)的視覺觸發(fā)信號后將信號發(fā)給規(guī)則圖形碼定位控制器，電磁柵尺采集信號的時刻為AGV進入視覺觸發(fā)區(qū)的時刻:
[0042]如圖8所示，在AGV行進過程中，預設視覺觸發(fā)緩沖區(qū)，該視覺觸發(fā)緩沖區(qū)為AGV即將進入視覺觸發(fā)區(qū)的一段路程。AGV小車走過該緩沖區(qū)的時間應該等于電磁柵尺采集磁信號的時間、電磁柵尺向主控制器反饋觸發(fā)信號的時間、主控制器向攝像頭發(fā)送圖像采集命令的時間、攝像頭接收圖像采集命令的時間總和。
[0043]步驟3:規(guī)則圖形碼定位控制器接收到視覺觸發(fā)信號后給規(guī)則圖形碼讀碼器發(fā)送米集命令；
[0044]步驟4 =AGV車體中心的規(guī)則圖形碼讀碼器采集貨物托盤下表面中心的規(guī)則碼圖像并將采集信號反饋給主控制器；
[0045]如圖9所示，規(guī)則圖形碼讀碼器開始拍攝圖像位置是:當AGV小車的電磁柵尺位于其所對應的磁釘組的正上方時，安裝于AGV車體中心位置的規(guī)則圖形碼讀碼器開始執(zhí)行圖像采集的任務，并將圖像采集信號反饋給規(guī)則圖形碼定位控制器。
[0046]步驟5:規(guī)則圖形碼定位控制器根據(jù)規(guī)則圖形碼讀碼器反饋的圖像信號校正AGV車體中心點和托盤中心點之間的位姿誤差。
[0047]在本步驟中，有關AGV視覺定位的詳細方法已在本 申請人:在先的專利申請中有詳細描述，如“基于二維碼的室內移動機器人定位系統(tǒng)和方法”(專利申請?zhí)?201210186563.5)，以及“基于規(guī)則圖形碼復合標簽的移動機器人定位系統(tǒng)及方法”(專利申請?zhí)枮?01310017927.1 )，在此不再贅述，僅將定位控制器根據(jù)解碼信息校正AGV車體和貨物托盤之間的位姿誤差的方法概括如下:
[0048]⑴建立如下三個坐標系:圖像坐標系(U、V)、小車坐標系(X小車、y小車)、世界坐標系(X世界、y世界)；
[0049]⑵計算在小車坐標系下AGV相對于貨物托盤下表面中心的規(guī)則圖形碼標簽的偏離角度和偏離位置；
[0050]⑶計算規(guī)則圖形碼標簽相對于世界坐標系的偏離位置和偏離角度；
[0051]⑷計算AGV相對于世界坐標系的偏離角度和偏離位置，從而獲得AGV相對于貨物托盤的矯正位置和角度。
[0052]步驟6 =AGV開啟頂升裝置、頂升裝置對準貨物托盤對位孔。
[0053]需要強調的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)，其特征在于:包括貨物托盤、安裝在AGV小車上的規(guī)則圖形碼定位控制器、安裝在AGV車體中心的規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺、安裝在貨物托盤下表面的規(guī)則圖形碼標簽和磁釘，規(guī)則圖形碼定位控制器分別與規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺相連接，規(guī)則圖形碼讀碼器讀取貨物托盤上的規(guī)則圖形碼標簽傳送給規(guī)則圖形碼定位控制器，電磁柵尺檢測貨物托盤上的磁釘并將檢測結果傳送給規(guī)則圖形碼定位控制器，規(guī)則圖形碼定位控制器對接收數(shù)據(jù)分析處理實現(xiàn)AGV小車對于托盤存放區(qū)以外貨物托盤的位姿校正功能。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)，其特征在于:所述的規(guī)則圖形碼標簽為二維碼標簽，所述的規(guī)則圖形碼讀碼器為二維碼讀碼器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)，其特征在于:所述的規(guī)則圖形碼讀碼器及電磁柵尺均安裝在AGV車體中心的方形孔內且朝向貨物托盤，電磁柵尺位于規(guī)則圖形碼讀碼器的四周。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)，其特征在于:所述的規(guī)則圖形碼標簽設置在貨物托盤底部的中心位置，所述的磁釘分布于規(guī)則圖形碼標簽的四周，由磁釘圍起的一個方形區(qū)域為視覺觸發(fā)區(qū)。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的基于非導引路徑的AGV舉升校正系統(tǒng)，其特征在于:所述的規(guī)則圖形碼定位控制器由微處理器、通信接口和AGV驅動模塊連接構成，該微處理器通過通信接口分別與規(guī)則圖形碼讀碼器和電磁柵尺相連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，該微處理器與AGV驅動模塊相連接實現(xiàn)對AGV的驅動控制功能。
6.一種如權利要求1至5任一項所述AGV舉升校正系統(tǒng)的校正方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:安裝于AGV車體中心的電磁柵尺隨同車體進入貨物托盤下的視覺觸發(fā)區(qū)； 步驟2:電磁柵尺采集到視覺觸發(fā)區(qū)的視覺觸發(fā)信號后將信號發(fā)給規(guī)則圖形碼定位控制器，電磁柵尺采集信號的時刻為AGV進入視覺觸發(fā)區(qū)的時刻； 步驟3:規(guī)則圖形碼定位控制器接收到視覺觸發(fā)信號后給規(guī)則圖形碼讀碼器發(fā)送采集命令； 步驟4 =AGV車體中心的規(guī)則圖形碼讀碼器采集貨物托盤下表面中心的規(guī)則碼圖像并將采集信號反饋給規(guī)則圖形碼定位控制器； 步驟5:規(guī)則圖形碼定位控制器根據(jù)規(guī)則圖形碼讀碼器反饋的圖像信號校正AGV車體中心點和托盤中心點之間的位姿誤差； 步驟6 =AGV開啟頂升裝置、頂升裝置對準貨物托盤對位孔。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于導引路徑的AGV舉升校正方法，其特征在于:所述步驟5的具體處理方法為: ⑴建立如下三個坐標系:圖像坐標系(U、V)、小車坐標系(X小車、Y小車)、世界坐標系(X世界、y世界)； ⑵計算在小車坐標系下AGV相對于貨物托盤下表面中心的規(guī)則圖形碼標簽的偏離角度和偏離位置； ⑶計算規(guī)則圖形碼標簽相對于世界坐標系的偏離位置和偏離角度； ⑷計算AGV相對于世界坐標系的偏離角度和偏離位置，從而獲得AGV相對于貨物托盤的矯正位置和角度。
【文檔編號】G05D3/12GK103472854SQ201310412387
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權日:2013年9月11日
【發(fā)明者】管學奎, 孫威 申請人:無錫普智聯(lián)科高新技術有限公司