激光制导地图构建的AGV搬运机器人导航系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统，包括：远程控制器、车载控制器、激光测距仪以及用于驱动搬运机器人运动的运动控制器；其中所述激光测距仪的输出端与车载控制器的第一输入端相连，所述车载控制器通过无线网络与所述远程控制器通信连接；所述车载控制器的输出端与运动控制器的输入端连接。本实用新型专利技术只需通过激光测距仪获取搬运机器人的定位信息即可实现对搬运机器人的实时导航，无需再搬运机器人的作业区域加装其他任何的导航引导材料或结构，在保证搬运机器人导航精度的情况下节约了搬运机器人的导航成本。一方面，避免了对搬运机器人作业区域的环境破坏，另一方面大大加强了搬运机器人的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本技术涉及机器人导航技术，特别是涉及一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统。【
技术介绍
】随着物流系统的迅速发展，搬运机器人(简称AGV，Automated Guided Vehicle)广泛运用于工业、军事、交通运输、电子等领域。搬运机器人，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。搬运机器人以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，搬运机器人的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。目前能够用于搬运机器人的导航/导引技术主要有以下几种:直接坐标、电磁导弓丨、光学导引、全球定位系统导航、惯性导航、反射式激光导航。D直接坐标方式用定位块将的行驶区域分成若干坐标小区域，通过对小区域的计数实现导引。2)电磁导引是在搬运机器人的行驶路径上埋设金属线，并在金属线加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现搬运机器人的导引。3)磁带导航是在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线，通过磁感应信号实现导引。4)惯性导航是在搬运机器人上安装陀螺仪，在行驶区域的地面上安装定位块，搬运机器人可通过对陀螺仪偏差信号(角速率)的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向，从而实现导引。5)全球定位系统导航是通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导。6)反射式激光导引是在搬运机器人行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板，搬运机器人通过激光扫描器发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和航向，并通过连续的三角几何运算来实现搬运机器人的导引。现有的搬运机器人导航方式都或多或少存在缺陷和不足:I)直接坐标导航方式地面测量安装复杂，工作量大，导引精度和定位精度较低，且无法满足复杂路径的要求。2)电磁导航路径难以更改扩展，对复杂路径的局限性大。3)磁带导航方式易受环路周围金属物质的干扰，磁带易受机械损伤，导引的可靠性受外界影响较大。4)惯性导航方式制造成本较高，导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关。5)全球定位系统导航方式精度取决于卫星在空中的固定精度和数量，以及控制对象周围环境等因素。高精度的导航系统的制造成本昂贵。相比较而言，反射式激光导航定位精确，能够适合多种现场环境，是目前国外许多生产厂家优先采用的先进导引方式。专利技术人发现反射式激光导航需要在搬运机器人行驶路径周围预先垂直设置好一系列反光板，达到定位和定向的目的，因此成本高。另外，反射式激光导航需要安装反光板，对搬运机器人运行的周边环境有破坏，降低了搬运机器人的应用范围(在电信、化工等行业中，搬运机器人的安装不得破坏周边环境)。反射式激光导航定位和定向精度与安装反光板的数量有关，从节约成本的角度考虑，一般都选择尽可能少的安装反光板。由于障碍物(包括环境视觉死角)的影响，搬运机器人的运动路线受限。【
技术实现思路
】基于此，有必要针对现有技术的问题，提供一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统。一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统，包括:远程控制器、车载控制器、激光测距仪103以及用于驱动搬运机器人运动的运动控制器104 ;其中所述激光测距仪103的输出端与车载控制器的第一输入端相连，所述车载控制器通过无线网络与所述远程控制器通信连接；所述车载控制器的输出端与运动控制器104的输入端连接。本技术首先远程控制端生成全局规划路径，并在搬运机器人运动的过程中，激光测距仪103和里程计获取搬运机器人的定位信息，然后车载控制端能够根据所述定位信息搜寻对应的栅格地图。最后车载控制端结合栅格地图和全局规划路径，生成用于指示搬运机器人运动的指令，然后将该指令发给运动控制器104，以控制搬运机器人运动。本技术只需通过激光测距仪103获取搬运机器人的定位信息即可实现对搬运机器人的实时导航，无需再搬运机器人的作业区域加装其他任何的导航引导材料或结构，在保证搬运机器人导航精度的情况下节约了搬运机器人的导航成本。一方面，避免了对搬运机器人作业区域的环境破坏，另一方面大大加强了搬运机器人的应用范围。【【附图说明】】图1为本技术一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统一个实施例的结构框图；图2为本技术一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统另一个实施例的结构框图。【【具体实施方式】】为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。请参阅图1，其是本技术一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统一个实施例的结构框图。一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统，包括:远程控制器101、车载控制器102、激光测距仪103以及用于驱动搬运机器人运动的运动控制器104 ;其中所述激光测距仪103的输出端与车载控制器102的第一输入端相连，所述车载控制器102通过无线网络与所述远程控制器101通信连接；优选地，所述车载控制器102包括:无线发射端和无线接收端；所述无线发射端和无线接收端分别通过无线局域网与远程控制器101通信连接。所述车载控制器102的输出端与运动控制器104的输入端连接。本实施例中，所述远程控制器101能够根据输入的作业区域的环境信息生成拓扑地图，且还能够根据搬运机器人的位置和目标重点生成全局规划路径。所述激光测距仪103用于采集搬运机器人周边的环境信息，并想车载控制器102输出搬运机器人的自定位位姿，该环境信息包括搬运机器人距离各个障碍物的距离。所述车载控制器102能够融合激光测距仪103所发送的环境信息和搬运机器人的自定位位姿，并根据全局规划路径生成局部规划路径，即生成用于指示搬运机器人运动的指令，并将该指令发给运动控制器104。所述运动控制器104用于接收车载控制器102发送的指示搬运机器人运动的指令，解析该指令，并驱动与搬运机器人运动到指定的位置本技术首先远程控制端生成全局规划路径，并在搬运机器人运动的过程中，激光测距仪103和里程计获取搬运机器人的定位信息，然后车载控制端能够根据所述定位信息搜寻对应的栅格地图。最后车载控制端结合栅格地图和全局规划路径，生成用于指示搬运机器人运动的指令，然后将该指令发给运动控制器104，以控制搬运机器人运动。本技术只需通过激光测距仪103获取搬运机器人的定位信息即可实现对搬运机器人的实时导航，无需再搬运机器人的作业区域加装其他任何的导航引导材料或结构，在保证搬运机器人导航精度的情况下节约了搬运机器人的导航成本。一方面，避免了对搬运机器人作业区域的环境破坏，另一方面大大加强了搬运机器人的应用范围。在一个实施例中，所述的激光制导地图构建的搬运机器人导航系统，还包括:里程计105，所述里程计105的输出端与所述车载控制器102的输入端相连。所述里程计105能够估算搬运机器人的自定位位姿，能够避免激光测距仪103失效或者受到干扰时，导致所述自定位位姿误差较大的问题，从而保证了自定位位姿的可靠性。以上所述实施例仅表达了本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光制导地图构建的搬运机器人导航系统，其特征在于，包括：远程控制器、车载控制器、激光测距仪以及用于驱动搬运机器人运动的运动控制器；其中所述激光测距仪的输出端与车载控制器的第一输入端相连，所述车载控制器通过无线网络与所述远程控制器通信连接；所述车载控制器的输出端与运动控制器的输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪峰，蒋晓明，刘晓光，李凯格，程韬波，黄丹，
申请(专利权)人：广东省自动化研究所，
类型：新型
国别省市：广东;44