自动引导车的视觉引导方法及其自动引导电动车技术

本发明专利技术涉及一种用于物流系统的智能型工业搬运车辆的自动引导方法及采用该自动引导方法的电动车。由计算机控制的自动引导车的视觉引导方法，是通过设置在自动引导车上的摄像机摄取在地面敷设的运行路径标线、工位地址编码标识符和运行状态控制标识符，与摄像机相联的计算机，通过图像智能化识别，获得车体与运行路径标线的位置偏差和方向偏差参数、工位地址及运行状态控制信息，据此，发出相应的控制信号给车轮驱动机构控制器，以实现对自动引导车按设定的路径、工位地址及加速、减速、停车的运行状态进行相应的控制。采用上述视觉引导方法的装有摄像机的自动引导电动车。其路径设置方法简单，系统柔性程度高，提高了车辆工作的灵活性、可靠性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于物流系统的智能型工业搬运车辆的自动引导方法及采用该自动引导方法的智能型电动车。
技术介绍
目前，用于物流系统的自动引导电动车(简称AGV)所采用的引导技术主要有埋线电磁感应式、激光反射式、超声反射式、光学反射式以及航迹推断等。但是，上述各种AGV引导技术在路径设置方法和成本、环境空间条件和尺寸、引导控制精度和柔性以及信息采集容量和内容等方面，与基于视觉图像识别引导方法相比都存在着很大的差别。其中，埋线电磁感应式引导方式的引导路径设置复杂、成本较高、路径变更柔性较差；激光反射式引导方法虽然反射板的设置简单、路径的变更柔性好，但是对空间的无障性要求较高；航迹推断引导方式的定位停车精度较低。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服现有的自动引导电动车在引导路径设置上的复杂性、对环境无障碍性和清洁性要求较高及定位停车精度较低的缺点，提供一种视觉引导方法，及采用该方法的智能型自动引导电动车，使其更具运动的灵活性和准确性。本专利技术自动引导车的视觉引导方法是通过设置在自动引导车上的CCD摄像机摄取在地面敷设的运行路径标线、工位地址编码标识符和加速、减速、停车转向的运行状态控制标识符，与摄像机相联的计算机根据摄取的图像信息，通过图像识别算法程序对其进行智能化识别，获得车体与运行路径标线的位置偏差和方向偏差参数、工位地址及运行状态控制信息，据此，计算机发出相应的控制信号给与车轮驱动机构相联接的控制器，以实现对自动引导车按设定的路径、工位地址及加速、减速、停车的运行状态进行相应的控制。采用本专利技术视觉引导方法的装有CCD摄像机的自动引导电动车是在车体中部两侧设置分别受计算机控制的左、右车轮驱动机构，即左车轮通过与其连接的左驱动电机、左电机控制器与计算机控制联接，右车轮通过与其连接的右驱动电机、右电机控制器与计算机控制联接，设置在左、右驱动电机轴上的光电编码器与计算机相联接；在车体的四角分别设置有弹性可压缩机构的万向角轮。本专利技术智能型电动车的自动引导方法，其引导路径设置简单、系统柔性程度高，视觉图象识别运行路径、工位地址和运行控制状态的信息容量大，定位停车精度高和多路径运行选择灵活；本专利技术自动引导电动车在其结构上的改进，提高了车辆工作的灵活性、可靠性和运行的安全性。附图说明图1是本专利技术智能型自动引导车的主视示意图。图2是本专利技术智能型自动引导车的府视示意图。图3是车轮驱动机构示意图。图4是CCD摄像机支架结构示意图。图5是电源系统电路原理图。图6是控制系统硬件电路原理图。图7是路径标线设置方法示意图。图8是工位地址编码标志示意图。图9是状态控制标识符设置方法图。图10是自动引导方法的图像信息标识系统示意图。图11是图像信息类型判别程序流程图。图12是二维图像路径标线参数图。图13是路径标线图像识别程序流程图。图14是野点剔除算法原理图。图15是加速、减速和停车标识符特征识别示意图。图16是直角转弯标识符特征识别示意图。图17是工位地址编码标示符特征识别示意图。图18是工位地址编码标示符识别程序流程图。图19是自动上线程序流程图。具体实施例方式下面结合附图实施例，对本专利技术做进一步说明。参照图1至图5，图中1.车体 2.警示灯 3.载货平台 4.CCD摄像机 5.摄像照明灯6.总电源开关与充电接头 7.转向灯 8.故障诊断接头 9.计算机电源钥匙开关 10.控制方式选择开关 11.控制键盘 12.显示器 13.计算机电源控制开关 14.驱动系统电源控制开关15.蓄电池 16.左车轮驱动机构 17.蓄电池 18.状态监视指示灯 19.起/停控制按钮 20.前面板 21.避障传感器 22.弹性万向角轮 23.蓄电池 24.控制箱 25.遥控接收器 26.右车轮驱动机构 27.数传电台 28.计算机 29.蓄电池 30.后面板。31光电编码器 32.电磁制动器 33.驱动电机 34.驱动轮支架 35.车轮 36.减速器 37.CCD支架 38.T型导轨39.滑槽 40.支架固定螺钉 41.导轨固定螺钉 42.CCD支架上支板，43.CCD支架下支板。车体1是由角钢或方型管焊接成的矩形框架。在车体1中部左右两侧同轴线、并行设置分别受计算机28控制的左车轮驱动机构16和右车轮驱动机构26。车轮驱动机构是由驱动电机33、电磁制动器32、光电编码器31.减速器36及车轮35组成，即左侧轮通过与其连接的左驱动电机、左电机控制器与计算机28控制联接，由车轮与其连接的右驱动电机、右电机控制器28控制联接。以定位联接方式与车体1固定。在车体1的四角装有4个具有弹性机构的弹性万向脚轮22。以车体1的纵向对称平面和车体1的横向对称平面的交线为基准，在接近载货平台3的下方，使CCD摄像机4的光轴处在车体1的纵向对称平面内，并使其或与以上两平面的交线平行，或成一定角度安装CCD摄像机4。CCD摄像机4安装在CCD支架上支板42下面，摄像照明灯5安装在CCD支架下支板43下面。CCD支架37的左右两侧固定板上设有圆弧形滑道39，可以调节CCD摄像机4的倾斜角度；同时，通过安装在车体1上的两个纵向导轨38，可调节CCD摄像机4的前后位置。在车体1的中部留有一定面积的摄像视野空间；在车体1的后部中间位置安装有计算机28，与计算机28平行的左右两侧安装有电池组15和29；在车体1的前部中间位置安装有控制箱24，与控制箱24平行的左右两侧安装有电池组17和23；前面板箱体20、后面板箱体30与车体1通过定位销和锁紧装置与车体1连接，并可与车体1分离。在车体1的左侧或右侧装有电池组的充电插头6。前面板箱体20和后面板箱体30的下部装有碰撞缓冲器。前面板箱体20的中部装有避障传感器21；左、右两侧设有4个转向指示灯7。在前面板箱体9的仪表板面上设有一组车辆运行状态监测指示灯18，主要包括摄像照明灯状态指示灯、蓄电池电压状态指示灯、控制箱温度状态指示灯、车辆遇障报警指示灯、工作状态指示灯等。在后面板箱体30的仪表板面上设有控制键盘11、显示器12、计算机电源控制开关13、驱动系统电源控制开关14、故障诊断接头8、带锁的计算机电源钥匙开关8和控制方式选择开关10。在前、后面板箱体20、30的两侧分别设有4组起停控制按钮19。蓄电池15和17串联，通过总电源开关6，分别与控制箱24中的左电机控制器、右电机控制器的电源输入端相联接；蓄电池23和29串联，分别与计算机及输出电压为24V、12V和5V的直流电源的输入端相联接。蓄电池组15和17串联后作为驱动系统电源，与左电机控制器、右电机控制器的工作电压输入端之间串联有电源控制继电器；在左电机控制器、右电机控制器工作电压输出端，分别与左或右驱动电机33之间串联有分流器；在分流器两端分别并联引出两个左、右驱动电机工作电流的测试端子。参照图6，所有输入到计算机28的信号联接方法为CCD摄像机4通过图像采集卡与计算机28相联；数字通讯电台接收中央集中控制中心发出的控制信息或发射车辆运行状态信息，通过串行通讯口与计算机28相联；与左或右驱动电机33同轴安装的光电编码器31所产生的脉冲信号通过计数卡与计算机28相联；遥控接收器接收遥控器的发射信号，通过I/O卡与计算机28相联；探测障碍物的避障传感器21所产生的脉冲信号，通过I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由计算机控制的自动引导车的视觉引导方法，其特征在于是通过设置在自动引导车上的ＣＣＤ摄像机摄取在地面敷设的运行路径标线、工位地址编码标识符和加速、减速、停车、转向的运行状态控制标识符，与摄像机相联的计算机根据摄取的图像信息，通过图像识别算法程序对其进行智能化识别，获得车体与运行路径标线位置偏差和方向偏差参数、工位地址及运行状态控制信息，据此，计算机发出相应的控制信号给与车轮驱动机构相联接的控制器，以实现对自动引导车按设定的路径、工位地址及加速、减速、停车的运行状态进行相应的控制。

【技术特征摘要】
1.一种由计算机控制的自动引导车的视觉引导方法，其特征在于是通过设置在自动引导车上的CCD摄像机摄取在地面敷设的运行路径标线、工位地址编码标识符和加速、减速、停车、转向的运行状态控制标识符，与摄像机相联的计算机根据摄取的图像信息，通过图像识别算法程序对其进行智能化识别，获得车体与运行路径标线位置偏差和方向偏差参数、工位地址及运行状态控制信息，据此，计算机发出相应的控制信号给与车轮驱动机构相联接的控制器，以实现对自动引导车按设定的路径、工位地址及加速、减速、停车的运行状态进行相应的控制。2.根据权利要求1所述的一种自动引导车的视觉引导方法，其特征在于所述的运行路径标线是在规定的车辆运行路线上设置与路面有灰度差别、宽度小的连续型单线(a)或间断型单线(b)，或以识别图像颜色特征为条件，设置与路面有灰度差别、宽度大的车辆运行通道颜色标示区(c)；所述的工位地址编码是由与路面有灰度差别、以七段数码的编排方式、用阿拉伯数字组成的两位或...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣本，储江伟，施树明，王志中，刘国文，张友坤，初秀民，郭烈，金立生，王超，
申请(专利权)人：吉林大学，长春吉大易飞智能车辆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]