一种无人叉车室内定位导航系统及导航方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人叉车室内定位导航系统及导航方法，包括：传感器模块，包括UWB定位标签、图像采集模块，UWB定位标签发射脉冲信号，图像采集模块采集实时图像；多个UWB定位基站，UWB定位基站与UWB定位标签通信，接收UWB定位标签的脉冲信号；标记物，标记物铺设在室内地面的指定位置上；服务器，服务器与图像采集模块和UWB定位基站通信连接，利用UWB定位基站的数据获得定位信息，利用标记物的位置信息获得定位调整数据。本发明专利技术的无人叉车室内定位导航系统采用UWB定位导航技术，使得无人叉车工作环境不受光照、亮度等影响，且信号强度，提供了导航定位精度；通过地面铺设标记物，及时校正和消除UWB定位的累积误差，实现精确定位。

An Indoor Positioning and Navigation System for Unmanned Forklift Truck and Its Navigation Method

The invention discloses an indoor positioning navigation system and a navigation method for an unmanned forklift truck, which comprises a sensor module, including a UWB positioning tag, an image acquisition module, a UWB positioning tag transmitting pulse signals, and an image acquisition module collecting real-time images; a plurality of UWB positioning base stations, UWB positioning base stations communicating with UWB positioning tags, receiving pulse signals of UWB positioning tags; and a tag, a tag The object is laid on the indoor ground; the server, the server communicates with the image acquisition module and the UWB positioning base station, uses the data of the UWB positioning base station to obtain the positioning information, and uses the location information of the marker to obtain the positioning adjustment data. The indoor positioning and navigation system of the unmanned forklift truck adopts UWB positioning and navigation technology, so that the working environment of the unmanned forklift truck is not affected by illumination and brightness, and the signal intensity provides navigation and positioning accuracy. By laying markers on the ground, accumulative errors of UWB positioning can be corrected and eliminated in time to achieve accurate positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种无人叉车室内定位导航系统及导航方法
本专利技术属于叉车导航
，更具体地，涉及一种无人叉车室内定位导航系统及导航方法。
技术介绍
叉车是工业搬运车辆，对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业，常用于仓储大型物体的运输，广泛应用于船舱、车厢、仓库内进行货物搬运和装卸。由此可见，室内环境是叉车的主要工作场景之一。近年来，智能化的无人叉车在室内环境得到广泛使用，对叉车的精确定位和导航是确保室内叉车无人化、智能化作业的基础，也是至关重要的。但是，在室内环境，目前无人叉车的定位精度较低，难以实现无人叉车的实时定位和导航，会严重影响工作效率和安全性。目前，用于无人叉车的导航和定位技术主要是使用激光导航技术，通过使用感光板和激光扫描装置来规划叉车的工作范围和导航运动。然而，激光导航技术对环境要求较为苛刻，外界光线、地面要求、能见度、亮度等都会影响激光导航的精度和稳定性，定位和导航精度也难以达到精密操作的要求，这些缺点无疑会影响无人叉车的工作效率和稳定性。为此，针对室内工作场景，特别需要一种不受光照、亮度等影响的高精度无人叉车定位导航系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种不受光照、亮度等影响的高精度无人叉车室内定位导航系统及导航方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种无人叉车室内定位导航系统，包括：传感器模块，所述传感器模块设置在叉车上，包括UWB定位标签、图像采集模块，所述UWB定位标签用于发射脉冲信号，所述图像采集模块用于采集实时图像；多个UWB定位基站，所述UWB定位基站设置在室内区域边缘位置，所述UWB定位基站与所述UWB定位标签通信，用于接收来自于所述UWB定位标签的脉冲信号；标记物，所述标记物铺设在室内地面的指定位置上；服务器，所述服务器与所述图像采集模块和UWB定位基站通信连接，利用所述UWB定位基站的数据获得定位信息，利用所述标记物的位置信息获得定位调整数据；控制装置，所述控制装置与所述服务器通信，用于控制无人叉车运动。优选的，所述服务器接收来自于所述UWB定位基站的定位数据，用于根据所述定位数据计算所述不同UWB定位基站接收来自于所述UWB定位标签的脉冲信号的时间差，结合所述UWB定位基站的位置信息，计算所述UWB定位标签的定位信息。优选的，所述图像采集模块，还用于采集所述标记物的图像，并将采集的所述标记物图像发送至所述服务器。优选的，所述服务器接收来自于所述图像采集模块采集的标记物图像，比较所述标记物图像与预设标记物图像，结合所述预设标记物的位置信息，获取叉车的位置信息，计算所述叉车的位置信息与所述定位标签的定位信息的第一差值信息。优选的，所述服务器根据所述第一差值信息，计算所述预设标记物的位置信息与定位标签的定位信息的定位调整数据，将所述定位调整数据发送至控制装置。优选的，所述控制装置接收来自于所述服务器的定位调整数据，根据所述定位调整数据的方向信息及距离信息，控制叉车运动。优选的，所述服务器接收来自于所述图像采集模块采集的标记物图像，比较所述标记物图像与预设标记物图像，结合所述预设标记物的位置信息，获取叉车的位置信息，计算所述叉车的位置信息与所述定位标签的定位信息的第一差值信息，根据所述第一差值信息纠正所述定位标签的误差。优选的，所述服务器将纠正后的所述定位标签的定位信息发送至GIS地图平台，以便所述GIS地图平台展示所述无人叉车的定位坐标和运动轨迹。优选的，所述传感器模块还包括红外传感器，所述红外传感器用于检测是否存在障碍物，若检测到障碍物，发送避障指令至所述服务器；所述服务器接收来自于所述红外传感器的避障指令，计算避障信息，将所述避障信息发送至控制装置。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种无人叉车室内定位导航方法，包括：UWB定位标签发送脉冲信号；UWB定位基站接收来自于所述UWB定位标签的脉冲信号，生成定位数据，并将所述定位数据发送至服务器；服务器接收来自于所述UWB定位基站的定位数据，根据所述定位数据计算所述不同UWB定位基站接收来自于所述UWB定位标签的脉冲信号的时间差，结合所述UWB定位基站的位置信息，计算所述UWB定位标签的定位信息；服务器接收来自于图像采集模块采集的标记物图像，比较所述标记物图像与预设标记物图像，结合所述预设标记物的位置信息，获取叉车的位置信息，计算所述叉车的位置信息与所述定位标签的定位信息的第一差值信息；根据所述第一差值信息，计算所述预设标记物的位置信息与定位标签的定位信息的定位调整数据，将所述定位调整数据发送至控制装置，以便所述控制装置根据所述定位调整数据运动。优选的，所述服务器接收来自于所述图像采集模块采集的路面图像，识别所述路面图像，当识别结果为停止符号标记物时，服务器发送停止指令至所述控制装置；所述控制装置接收来自于所述服务器的停止指令后，发出射频识别标签读写器的启动信号和编码器减速指令，当所述控制装置的射频识别标签读写器读到停止符号标记物时，所述控制装置的射频识别标签控制器发送减速信号至所述控制装置的驱动控制器，控制旋转编码器开始计数，当所述控制装置的旋转编码器的输出达到指定值时，所述驱动控制器发送停止指令，实现精确停车定位。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的无人叉车室内定位导航系统及导航方法通过采用UWB定位导航技术，使得无人叉车工作环境不受光照、亮度等影响，且信号强度，提供了导航定位精度；通过地面铺设标记物，从而实现图像辅助定位，及时校正和消除UWB定位的累积误差，实现精确定位，并提高了工作的可靠性，为叉车的无人化、智能化操作提供了基础。本专利技术的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的无人叉车室内定位导航系统的结构框图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的无人叉车室内定位导航系统的工作原理图。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。根据本专利技术的无人叉车室内定位导航系统，包括：传感器模块，传感器模块设置在叉车上，包括UWB定位标签、图像采集模块，UWB定位标签用于发射脉冲信号，图像采集模块用于采集实时图像；多个UWB定位基站，UWB定位基站设置在室内区域边缘位置，UWB定位基站与UWB定位标签通信，用于接收来自于UWB定位标签的脉冲信号；标记物，标记物铺设在室内地面的指定位置上；服务器，服务器与图像采集模块和UWB定位基站通信连接，利用UWB定位基站的数据获得定位信息，利用标记物的位置信息获得定位调整数据；控制装置，控制装置与服务器通信，用于控制无人叉车运动。在一个示例中，服务器根据室内环境信息生成环境建模，根据环境建模生成地图模型。在一个示例中，服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人叉车室内定位导航系统，其特征在于，包括：传感器模块，所述传感器模块设置在叉车上，包括UWB定位标签、图像采集模块，所述UWB定位标签用于发射脉冲信号，所述图像采集模块用于采集实时图像；多个UWB定位基站，所述UWB定位基站设置在室内区域边缘位置，所述UWB定位基站与所述UWB定位标签通信，用于接收来自于所述UWB定位标签的脉冲信号；标记物，所述标记物铺设在室内地面的指定位置上；服务器，所述服务器与所述图像采集模块和UWB定位基站通信连接，利用所述UWB定位基站的数据获得定位信息，利用所述标记物的位置信息获得定位调整数据；控制装置，所述控制装置与所述服务器通信，用于控制无人叉车运动。

【技术特征摘要】
1.一种无人叉车室内定位导航系统，其特征在于，包括：传感器模块，所述传感器模块设置在叉车上，包括UWB定位标签、图像采集模块，所述UWB定位标签用于发射脉冲信号，所述图像采集模块用于采集实时图像；多个UWB定位基站，所述UWB定位基站设置在室内区域边缘位置，所述UWB定位基站与所述UWB定位标签通信，用于接收来自于所述UWB定位标签的脉冲信号；标记物，所述标记物铺设在室内地面的指定位置上；服务器，所述服务器与所述图像采集模块和UWB定位基站通信连接，利用所述UWB定位基站的数据获得定位信息，利用所述标记物的位置信息获得定位调整数据；控制装置，所述控制装置与所述服务器通信，用于控制无人叉车运动。2.根据权利要求1所述的无人叉车室内定位导航系统，其特征在于，所述服务器接收来自于所述UWB定位基站的定位数据，用于根据所述定位数据计算所述不同UWB定位基站接收来自于所述UWB定位标签的脉冲信号的时间差，结合所述UWB定位基站的位置信息，计算所述UWB定位标签的定位信息。3.根据权利要求1所述的无人叉车室内定位导航系统，其特征在于，所述图像采集模块，还用于采集所述标记物的图像，并将采集的所述标记物图像发送至所述服务器。4.根据权利要求3所述的无人叉车室内定位导航系统，其特征在于，所述服务器接收来自于所述图像采集模块采集的标记物图像，比较所述标记物图像与预设标记物图像，结合所述预设标记物的位置信息，获取叉车的位置信息，计算所述叉车的位置信息与所述定位标签的定位信息的第一差值信息。5.根据权利要求4所述的无人叉车室内定位导航系统，其特征在于，所述服务器根据所述第一差值信息，计算所述预设标记物的位置信息与定位标签的定位信息的定位调整数据，将所述定位调整数据发送至控制装置。6.根据权利要求5所述的无人叉车室内定位导航系统，其特征在于，所述控制装置接收来自于所述服务器的定位调整数据，根据所述定位调整数据的方向信息及距离信息，控制叉车运动。7.根据权利要求6所述的无人叉车室内定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李素莹，邓海，刘丹，郭培莹，关大英，
申请(专利权)人：航天信息股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11