自动导引运输车定位方法、定位系统及自动导引运输系统技术方案

本发明专利技术公开一种自动导引运输车定位方法、定位系统及自动导引运输系统。本发明专利技术根据导航仪的最新采样时间和驱动轮传感器的最新采样时间的大小关系确定导航仪的期望位置。最终获得的导航仪位置的输出频率为驱动轮传感器采样频率与导航仪采样频率之和，由于驱动轮传感器的采样频率远高于导航仪的采样频率，因此，采用本发明专利技术提供的定位方法及定位系统能够有效提高AGV导航数据的更新频率，从而提高AGV控制算法频率，进而提高AGV整车控制精度，尤其在高速运动状态下，其优势尤其明显。本发明专利技术提供的自动导引运输系统，预测器的输出频率高，能够有效提高自动导引运输车的控制精度，尤其在高速运动状态下，其高精度的优势尤为突出。

Location Method, Location System and Automatic Guided Transportation System of Automatic Guided Transport Vehicle

The invention discloses an automatic guiding transportation vehicle positioning method, a positioning system and an automatic guiding transportation system. The desired position of the navigator is determined according to the relationship between the latest sampling time of the navigator and the latest sampling time of the driving wheel sensor. The output frequency of the final position of the navigator is the sum of the sampling frequency of the driving wheel sensor and the sampling frequency of the navigator. Since the sampling frequency of the driving wheel sensor is much higher than that of the navigator, the positioning method and the positioning system provided by the invention can effectively improve the update frequency of the AGV navigation data, thereby increasing the frequency of the AGV control algorithm, and further improving the AGV control algorithm. The vehicle control accuracy, especially in high-speed motion, has obvious advantages. The automatic guided transportation system provided by the invention has high output frequency of the predictor, and can effectively improve the control accuracy of the automatic guided transport vehicle, especially in the high-speed motion state, its advantages of high precision are particularly prominent.

【技术实现步骤摘要】
自动导引运输车定位方法、定位系统及自动导引运输系统
本专利技术涉及自动导引运输
，特别是涉及一种自动导引运输车定位方法、定位系统及自动导引运输系统。
技术介绍
自动导引运输车(AutomatedGuidedVehicle，AGV)激光导航仪的定位原理，是通过自转扫描其周边一定数量的反光桶获取位置信息，并计算当前坐标和角度。其数据输出频率主要受限于扫描仪的物理自转频率，目前行业内主流导航仪如sick2-2NAV350最高输出频率均低于8HZ。AGV对于定位精度要求较高，而低频的导航仪数据使得控制器往往无法将AGV控制在允许精度范围内，尤其在高速运动过程中。因此，如何提高AGV的定位精度，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自动导引运输车定位方法、定位系统及自动导引运输系统，能够有效提高AGV导航数据的更新频率，从而提高AGV控制算法频率，进而提高AGV整车控制精度，尤其在高速运动状态下，其优势尤其明显。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种自动导引运输车的定位方法，所述定位方法包括：根据目标自动导引运输车的轴距、导航仪的位姿角、驱动轮转向角和驱动轮转速确定所述目标自动导引运输车的状态预测模型，其中，所述目标自动导引运输车包括所述导航仪和所述驱动轮，所述状态预测模型的状态向量包括驱动轮位置和导航仪位姿角；获取第k-1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k-1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角；将第k-1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k-1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角输入所述状态预测模型，获得第k个采样周期的状态向量预测值；判断所述导航仪的最新采样时间是否小于所述驱动轮传感器的最新采样时间，获得判断结果；当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间小于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，则根据所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离确定所述导航仪的期望位置；当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间大于或者等于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，根据所述状态向量预测值、第k个采样周期的位姿角、第k个采样周期的导航仪实测位置确定所述导航仪的期望位置。可选的，所述状态预测模型为：其中，表示第k个采样周期的状态向量预测值，表示驱动轮的横坐标预测值，表示驱动轮的纵坐标预测值，表示导航仪位姿角预测值，Δt表示驱动轮传感器的采样周期，v表示驱动轮的实测转速，表示驱动轮的加速度估值，θk表示驱动轮转向角，可选的，所述根据所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离确定所述导航仪的期望位置，具体包括：获取所述导航仪与所述驱动轮的距离和所述导航仪与所述驱动轮的位置变换关系式，所述位置变换关系式为：其中，(xn,yn)表示导航仪的位置坐标，(xd,yd)表示驱动轮的位置坐标，h表示导航仪与驱动轮的距离，ψ为位姿角；对所述位置变换关系式进行逆变换，获得导航仪位置预测模型；将所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离输入所述导航仪位置预测模型，获得所述导航仪的期望位置。可选的，所述根据所述状态向量预测值、第k个采样周期的位姿角、第k个采样周期的导航仪实测位置确定所述导航仪的期望位置，具体包括：获取所述导航仪与所述驱动轮的距离、观测矩阵和所述导航仪与所述驱动轮的位置变换关系式，所述位置变换关系式为：其中，(xn,yn)表示导航仪的位置坐标，(xd,yd)表示驱动轮的位置坐标，h表示导航仪与驱动轮的距离，ψ为位姿角；对所述位置变换关系式进行逆变换，获得导航仪位置预测模型；将所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离输入所述导航仪位置预测模型，获得导航仪预测位置；根据所述导航仪预测位置和第k个采样周期的导航仪实测位置确定预测误差；根据所述状态预测模型确定所述状态预测模型的状态协方差矩阵；根据所述状态协方差矩阵确定卡尔曼增益；根据所述预测误差、所述卡尔曼增益和所述所述导航仪的预测位置确定所述导航仪的期望位置。一种自动导引运输车的定位系统，所述定位系统包括：状态预测模型确定模块，用于根据目标自动导引运输车的轴距、导航仪的位姿角、驱动轮转向角和驱动轮转速确定所述目标自动导引运输车的状态预测模型，其中，所述目标自动导引运输车包括所述导航仪和所述驱动轮，所述状态预测模型的状态向量包括驱动轮位置和导航仪位姿角；数据获取模块，用于获取第k-1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k-1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角；状态向量预测值确定模块，用于将第k-1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k-1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角输入所述状态预测模型，获得第k个采样周期的状态向量预测值；判断模块，用于判断所述导航仪的最新采样时间是否小于所述驱动轮传感器的最新采样时间，获得判断结果；判断处理模块，用于当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间小于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，则根据所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离确定所述导航仪的期望位置；当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间大于或者等于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，根据所述状态向量预测值、第k个采样周期的位姿角、第k个采样周期的导航仪实测位置确定所述导航仪的期望位置。一种自动导引运输系统，所述自动导引运输系统包括：自动导引运输车和预测器，所述自动导引运输车包括导航仪和驱动轮，所述预测器用于根据所述的定位方法确定所述导航仪的期望位置，以控制所述自动导引运输车运动带动所述导航仪到达所述期望位置。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的一种自动导引运输车的定位方法及定位系统，根据导航仪的最新采样时间和驱动轮传感器的最新采样时间的大小关系确定导航仪的期望位置。当导航仪的最新采样时间小于驱动轮传感器的最新采样时间时，根据状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离确定所述导航仪的期望位置。当导航仪的最新采样时间大于或者等于驱动轮传感器的最新采样时间时，根据状态向量预测值、第k个采样周期的位姿角、第k个采样周期的导航仪实测位置确定所述导航仪的期望位置。可见，最终获得的导航数据的更新频率为驱动轮传感器采样频率与导航仪采样频率之和，由于驱动轮传感器的采样频率远高于导航仪的采样频率，因此，采用本专利技术提供的定位方法及定位系统能够有效提高AGV导航数据的更新频率，从而提高AGV控制算法频率，进而提高AGV整车控制精度，尤其在高速运动状态下，其优势尤其明显。进一步地，基于本专利技术提供的定位方法的自动导引运输系统，预测器的输出频率高，AGV导航数据的更新频率高，能够有效提高自动导引运输车的控制精度，尤其是在高速运动状态下，其高精度的优势尤为突出。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动导引运输车的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括：根据目标自动导引运输车的轴距、导航仪的位姿角、驱动轮转向角和驱动轮转速确定所述目标自动导引运输车的状态预测模型，其中，所述目标自动导引运输车包括所述导航仪和所述驱动轮，所述状态预测模型的状态向量包括驱动轮位置和导航仪位姿角；获取第k‑1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k‑1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角；将第k‑1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k‑1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角输入所述状态预测模型，获得第k个采样周期的状态向量预测值；判断所述导航仪的最新采样时间是否小于所述驱动轮传感器的最新采样时间，获得判断结果；当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间小于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，则根据所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离确定所述导航仪的期望位置；当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间大于或者等于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，根据所述状态向量预测值、第k个采样周期的位姿角、第k个采样周期的导航仪实测位置确定所述导航仪的期望位置。...

【技术特征摘要】
1.一种自动导引运输车的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括：根据目标自动导引运输车的轴距、导航仪的位姿角、驱动轮转向角和驱动轮转速确定所述目标自动导引运输车的状态预测模型，其中，所述目标自动导引运输车包括所述导航仪和所述驱动轮，所述状态预测模型的状态向量包括驱动轮位置和导航仪位姿角；获取第k-1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k-1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角；将第k-1个采样周期的所述驱动轮的位置坐标、第k-1个采样周期的位姿角、第k个采样周期的驱动轮实测转速、第k个采样周期的驱动轮转向角输入所述状态预测模型，获得第k个采样周期的状态向量预测值；判断所述导航仪的最新采样时间是否小于所述驱动轮传感器的最新采样时间，获得判断结果；当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间小于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，则根据所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离确定所述导航仪的期望位置；当所述判断结果表示所述导航仪的最新采样时间大于或者等于所述驱动轮传感器的最新采样时间时，根据所述状态向量预测值、第k个采样周期的位姿角、第k个采样周期的导航仪实测位置确定所述导航仪的期望位置。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述状态预测模型为：其中，表示第k个采样周期的状态向量预测值，表示驱动轮的横坐标预测值，表示驱动轮的纵坐标预测值，表示导航仪位姿角预测值，Δt表示驱动轮传感器的采样周期，v表示驱动轮的实测转速，表示驱动轮的加速度估值，θk表示驱动轮转向角，3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离确定所述导航仪的期望位置，具体包括：获取所述导航仪与所述驱动轮的距离和所述导航仪与所述驱动轮的位置变换关系式，所述位置变换关系式为：其中，(xn,yn)表示导航仪的位置坐标，(xd,yd)表示驱动轮的位置坐标，h表示导航仪与驱动轮的距离，ψ为位姿角；对所述位置变换关系式进行逆变换，获得导航仪位置预测模型；将所述状态向量预测值、所述导航仪与所述驱动轮的距离输入所述导航仪位置预测模型，获得所述导航仪的期望位置。4.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述状态向量预测值、第k个采样周期的位姿角、第k个采样周期的导航仪实测位置确定所述导航仪的期望位置，具体包括：获取所述导航仪与...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹鹏飞，娄兵兵，王俊石，
申请(专利权)人：华晟青岛智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37