本發(fā)明涉及自動導引技術領域，尤其涉及一種基于二維碼的視覺導引車定位方法及視覺導引車。

背景技術：

agv（自動導引小車）是一種集聲光電計算機于一體的輪式機器人，伴隨智能控制造系統(tǒng)的發(fā)展，agv（自動導引小車）被越來越多領域所采用。agv依靠非接觸式的導引傳感器及控制系統(tǒng)，不需要人為干涉，并輔以安全報警、調(diào)度控制等，可以自動按照既定的規(guī)劃路徑行駛，能有效的提高工作效率，獨自完成物料搬運，卸載物料等任務。

agv系統(tǒng)目前在導引方式主要上有基于電磁感應的磁導引方式；基于超聲波傳感器的超聲波導引方式；基于激光反射的激光導引方式；但是這些方式對環(huán)境的要求極高。隨著科技不斷更新，基于視覺導引的導引技術出現(xiàn)，比如中國專利號cn105929834a所公布的基于輔助定位裝置的視覺導引車定位方法及視覺導引車，該方法是在路面鋪設二維碼標簽加以識別，但是二維碼自身存在誤差，采集到的二維碼是通過解碼來獲取當前二維碼和目標二維碼的位置，再計算偏差來計算小車偏離軌道的位置，大量計算累積的誤差勢必造成視覺導引車行駛方向偏離，影響視覺導引車的準確定位和運輸效率。針對這技術存在的不足提出本發(fā)明。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設計一種基于視覺導引的導引車和一種基于二維碼的視覺導引車的定位方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案是：一種基于二維碼的視覺導引車定位方法，包括以下步驟：

步驟1），在視覺導引車的應用場所的地面設置一個網(wǎng)格定位系統(tǒng)，網(wǎng)格定位系統(tǒng)包括網(wǎng)格和設置在網(wǎng)格上的多張工位二維碼標簽，工位二維碼標簽存儲有本工位信息以及與相鄰工位之間的距離信息，工位二維碼標簽的四角貼有四個方形定位塊，四個方形定位塊圍成的矩形與攝像頭安裝罩等大；

步驟2），當視覺導引車沿著網(wǎng)格向目標工位行駛時，視覺導引車上的攝像頭采集到網(wǎng)格，并將采集到的圖像反饋給處理器，以所述圖像底邊為x軸、中線為y軸建立中心坐標系，得到視覺導引車偏離距離d和偏離角度θ，用于視覺導引車的實時糾偏控制，所述的偏離距離d指的是網(wǎng)格的中心偏離y軸的距離，偏離角度θ指的是網(wǎng)格偏離y軸的角度；

步驟3），視覺導引車途經(jīng)任一工位時，攝像頭采集工位二維碼標簽及相應方形定位塊，并將采集到的圖像反饋給處理器，處理器對圖像進行處理，并通過電機驅(qū)動器分別控制四個獨立設置的麥克納姆輪微調(diào)視覺導引車，使攝像頭安裝罩四角對準四個方形定位塊，將視覺導引車停止在預定的工位，實現(xiàn)視覺導引車的工位矯正，同時，得到當前工位信息以及與相鄰工位之間的距離信息，視覺導引車繼續(xù)行駛；

步驟4），視覺導引車在靠近下一工位時，處理器根據(jù)上一工位二維碼標簽儲存的信息，通過電機驅(qū)動器控制伺服直流電機減速，并通過攝像頭采集下一工位二維碼標簽及相應的方形定位塊，判斷下一工位是否為目標工位，若下一工位不是目標工位，視覺導引車進行工位矯正后繼續(xù)向目標工位行駛；若下一工位是目標工位，使視覺導引車停止在預定的工位。

進一步，所述網(wǎng)格上設置有黑色膠帶。

一種基于二維碼的視覺導引車定位方法的視覺導引車，包括視覺導引車的車體，其特征在于，所述車體的前端和后端安裝有四個獨立設置的麥克納姆輪，麥克納姆輪通過減速器與伺服直流電機連接，伺服直流電機連接有電機驅(qū)動器；所述車體的底部中間位置安裝有30cm×20cm×30cm的長方體狀攝像頭安裝罩，攝像頭安裝罩內(nèi)設有攝像頭及沿攝像頭周向布置的led燈，攝像頭安裝罩的側(cè)面安裝有cortex-a9處理器，cortex-a9處理器通過串口分別與攝像頭、電機驅(qū)動器通訊；

在視覺導引車的應用場所的地面設有一個與視覺導引車配套使用的網(wǎng)格定位系統(tǒng)，網(wǎng)格定位系統(tǒng)包括網(wǎng)格和設置在網(wǎng)格上的多張工位二維碼標簽，工位二維碼標簽存儲有本工位信息以及與相鄰工位之間的距離信息，工位二維碼標簽的四角設有四個方形定位塊，四個方形定位塊圍成的矩形與攝像頭安裝罩等大。

進一步，所述網(wǎng)格上設置有黑色膠帶。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過對網(wǎng)格定位系統(tǒng)以及對網(wǎng)格路線的實時糾偏，可以準確控制視覺導引車的行駛方向，杜絕偏航和脫軌事件的發(fā)生；

2、本發(fā)明用輕小的嵌入式處理器代替了笨重的工控機和plc，用usb攝像頭代替了工業(yè)相機，使整個系統(tǒng)的自身重量變輕，從而可以增加負載重量；同時，采用四輪獨自驅(qū)動，通過控制四個麥克納姆輪達到不同角度的轉(zhuǎn)向，快速實現(xiàn)視覺導引車的精準定位，提高了視覺引導車的運輸效率；

3、本發(fā)明遵循了小型化，智能化，低成本化的設計理念。

附圖說明

圖1是本發(fā)明視覺導引車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是攝像頭安裝罩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是網(wǎng)格定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是視覺導引車偏離距離d和偏離角度θ的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

如圖1所示，結(jié)合圖1-4對本發(fā)明的具體實施說明如下：

一種基于二維碼的視覺導引車定位方法，包括以下步驟：

步驟1），在視覺導引車1的應用場所的地面設置一個網(wǎng)格定位系統(tǒng)，網(wǎng)格定位系統(tǒng)包括網(wǎng)格和設置在網(wǎng)格上的多張工位二維碼標簽11，網(wǎng)格上設置有黑色膠帶6，工位二維碼標簽11存儲有本工位信息以及與相鄰工位之間的距離信息，工位二維碼標簽11的四角貼有四個方形定位塊12，四個方形定位塊12圍成的矩形與攝像頭安裝罩底面4等大；

步驟2），當視覺導引車1沿著黑色膠帶6向目標工位行駛時,視覺導引車1上的攝像頭2采集到黑色膠帶6，并將采集到的圖像反饋給cortex-a9處理器3，以所述圖像底邊為x軸、中線為y軸建立中心坐標系，得到視覺導引車1偏離距離d和偏離角度θ，用于視覺導引車1的實時糾偏控制，所述的偏離距離d指的是黑色膠帶6的中心偏離y軸的距離，偏離角度θ指的是黑色膠帶6偏離y軸的角度；

步驟3），視覺導引車1途經(jīng)任一工位時，攝像頭2采集工位二維碼標簽11及相應方形定位塊，并將采集到的圖像反饋給cortex-a9處理器3，cortex-a9處理器3對圖像進行處理，并通過電機驅(qū)動器8分別控制四個獨立設置的麥克納姆輪10微調(diào)視覺導引車1，使攝像頭安裝罩4四角對準四個方形定位塊12，將視覺導引車1停止在預定的工位，實現(xiàn)視覺導引車1的工位矯正，同時，得到當前工位信息以及與相鄰工位之間的距離信息，視覺導引車1繼續(xù)行駛；

步驟4），視覺導引車1在靠近下一工位時，cortex-a9處理器3根據(jù)上一工位二維碼標簽11儲存的信息，通過電機驅(qū)動器8控制伺服直流電機5減速，并通過攝像頭2采集下一工位二維碼標簽11及相應的方形定位塊12，判斷下一工位是否為目標工位，若下一工位不是目標工位，視覺導引車1進行工位矯正后繼續(xù)向目標工位行駛；若下一工位是目標工位，使視覺導引車1停止在預定的工位。

一種基于二維碼的視覺導引車定位方法的視覺導引車，包括視覺導引車1的車體，所述車體的前端和后端安裝有四個獨立設置的麥克納姆輪10，麥克納姆輪10通過減速器9與伺服直流電機5連接，伺服直流電機5連接有電機驅(qū)動器8；所述車體的底部中間位置安裝有30cm×20cm×30cm的長方體狀攝像頭安裝罩4，攝像頭安裝罩4內(nèi)設有攝像頭2及沿攝像頭2周向布置的led燈7，攝像頭安裝罩4的側(cè)面安裝有cortex-a9處理器，cortex-a9處理器通過串口分別與攝像頭、電機驅(qū)動器通訊。

在視覺導引車1應用場所的地面設置一個網(wǎng)格定位系統(tǒng)，與視覺導引車1配套使用，網(wǎng)格定位系統(tǒng)包括網(wǎng)格和設置在網(wǎng)格上的多張工位二維碼標簽11，網(wǎng)格上設置有黑色膠帶6，工位二維碼標簽11存儲有本工位信息以及與相鄰工位之間的距離信息，工位二維碼標簽11的四角貼有四個方形定位塊12，四個方形定位塊12圍成的矩形與攝像頭安裝罩底面4等大；

當視覺導引車1沿著黑色膠帶6向目標工位行駛時,視覺導引車1上的攝像頭2采集到黑色膠帶6，并將采集到的圖像反饋給cortex-a9處理器3，以所述圖像底邊為x軸、中線為y軸建立中心坐標系，得到視覺導引車1偏離距離d和偏離角度θ，用于視覺導引車1的實時糾偏控制，所述的偏離距離d指的是黑色膠帶6的中心偏離y軸的距離，偏離角度θ指的是黑色膠帶6偏離y軸的角度；

視覺導引車1途經(jīng)任一工位時，攝像頭2采集工位二維碼標簽11及相應方形定位塊，并將采集到的圖像反饋給cortex-a9處理器3，cortex-a9處理器3對圖像進行處理，并通過電機驅(qū)動器8分別控制四個獨立設置的麥克納姆輪10微調(diào)視覺導引車1，使攝像頭安裝罩4四角對準四個方形定位塊12，將視覺導引車1停止在預定的工位，實現(xiàn)視覺導引車1的工位矯正，同時，得到當前工位信息以及與相鄰工位之間的距離信息，視覺導引車1繼續(xù)行駛；

視覺導引車1在靠近下一工位時，cortex-a9處理器3根據(jù)上一工位二維碼標簽11儲存的信息，通過電機驅(qū)動器8控制伺服直流電機5減速，并通過攝像頭2采集下一工位二維碼標簽11及相應的方形定位塊12，判斷下一工位是否為目標工位，若下一工位不是目標工位，視覺導引車1進行工位矯正后繼續(xù)向目標工位行駛；若下一工位是目標工位，使視覺導引車1停止在預定的工位。

所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的范圍。