一种基于十字码的AGV小车导航系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于十字码的AGV小车导航系统，通过感应射频标签可以获得小车当前的位置信息，再通过摄像模块获取四个方向条码的图像，可快速获得当前小车的十字码偏离信息和运行方向角度等信息，再结合速度检测模块和转向检测模块获得的速度信息和转向角度信息，可以实现AGV小车的精确行进，大大提高了导航的可靠性。同时，铺设在地面的十字码可以使得AGV小车在导航区域内任意位置获得定位，提高了小车运行的自由度，利用条码和射频标签结合可以克服射频标签本身精确度不高的缺点，条码本身的读取速度也高于一般的二维码读取速度，且操作人员可以选择批量生产相同的十字码进行地面铺设，大大降低了前期铺设的难度，方案简单，效果显著。

An AGV Car Navigation System Based on Cross Code

【技术实现步骤摘要】
一种基于十字码的AGV小车导航系统
本专利技术属于AGV小车导航领域，具体涉及一种基于十字码的AGV小车导航系统。
技术介绍
AGV即自动导引车(AutomatedGuidedVehicle)，因具有良好的柔性和较高的可靠性且安装容易，维护简单，能极大降低企业室内产品设备运输人力成本，已经广泛的应用于自动化物流仓储、智能工厂、智能生产等领域。导航技术作为AGV的关键技术之一，是影响AGV性能的重要因素。目前应用比较广泛且技术比较成熟的AGV导航方式主要有以下几种：1、磁导航方法，该方法首先根据AGV的路径运行规划在地面铺设相应的磁条，在AGV运行过程中通过设备上的磁感应传感器不间断读取地面上的磁带磁信号实现导航。但此导航方式灵活性差，AGV只能沿磁条行走，更改路径需重新铺设磁条，对复杂路径的局限性较大。2、激光导航方法，该方法是通过AGV发射激光束，同时采集其行驶路径周围激光反射板反射的激光束，并通过不间断的三角几何运算得到实时位置和方向实现AGV导航。其缺点是对使用场景环境要求较高，其导航精度易受外界光线、反射板遮挡等影响，且激光导航传感器成本较高，场景布设复杂，难度较高。3、二维码导航方法，该方法是在AGV行驶过程中通过装在机器底盘的视觉传感器实时采集地面图像信息，并通过对图像中的二维码识别来确定AGV的当前位置和实时修正运行方位角。但是因二维码编码规则复杂，需要一定的识别时间，AGV在快速运行时车载视觉传感器很难快速准确地实现二维码识别，从而影响导航可靠性。由此可知，上述几种现有的AGV小车导航技术存在行进局限较大、成本较高及导航可靠性差等缺陷，亟需一种更优的导航技术来解决这些缺陷。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供一种基于十字码的AGV小车导航系统，可以实现AGV小车的精确行进，大大提高了导航的可靠性，且操作人员可以选择批量生产相同的十字码进行地面铺设，大大降低了前期铺设的难度，方案简单，效果显著。为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：一种基于十字码的AGV小车导航系统，包括：在导航区域地面铺设的多个十字码；所述十字码包括呈十字排布的四个方向条码以及设置在中间的射频标签；所述四个方向条码内编写的条码信息用于指示四个方向；所述射频标签中编写有所在位置的绝对坐标信息；射频感应模块，用于感应所述射频标签，获取当前的绝对坐标信息；摄像模块，设置在AGV小车的底部，用于获取实时地面图像；所述实时地面图像中包括所述四个方向条码中的一个或多个的图像；速度检测模块，用于获取AGV小车的速度信息；转向检测模块，用于获取AGV小车的转向角度信息；行进控制模块，用于识别所述实时地面图像中所包含的条码信息，获取当前的行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，并根据所述绝对坐标信息、行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，结合所述速度信息和转向角度信息，调整AGV小车的行进。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术公开了一种基于十字码的AGV小车导航系统，通过感应射频标签可以获得小车当前的位置信息，再通过摄像模块获取四个方向条码的图像，可快速获得当前小车的十字码偏离信息和运行方向角度等信息，再结合速度检测模块和转向检测模块获得的速度信息和转向角度信息，可以在AGV小车行进过程中获取AGV小车全面的行进相关参数，从而可以实现AGV小车的精确行进，大大提高了导航的可靠性。同时，铺设在地面的十字码可以使得AGV小车在导航区域内任意位置获得定位，提高了小车运行的自由度，避免了传统轨道式导航导致的运行局限问题，利用条码和射频标签结合可以克服射频标签本身精确度不高的缺点，条码本身的读取速度也高于一般的二维码读取速度，且操作人员可以选择批量生产相同的十字码进行地面铺设，大大降低了前期铺设的难度，方案简单，效果显著。进一步的，所述摄像模块包括多个摄像头组，所述多个摄像头组对地面实时获取多个图像，所述行进控制模块对所述多个图像进行融合得到所述实时地面图像，通过多个摄像头组对地面进行图像获取，可以加宽图像采集范围，从而提高十字码的识别成功率，同时多摄像头采集增加了数据冗余，增强了十字码识别的鲁棒性。进一步的，所述四个方向条码的编码方式为：以不同方向对其进行读取时，其朝向前方、左方、右方的方向条码的条码信息所组成的编码组合均不同，可以起到方向标识的作用。进一步的，所述摄像头组包括三组摄像头，当所述AGV小车底部的几何中心与所述射频标签对准时，所述三组摄像头对应扫描所述四个方向条码中对应于所述AGV小车行进方向的正前方、正左方和正右方的三个方向条码，通过三组摄像头同时识别十字码的三个方向条码，提高十字码识别处理的实时性。进一步的，所述行进控制模块包括：图像识别单元，用于识别所述实时地面图像中所包含的条码信息，获取当前的行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息；指令输出单元，用于根据所述绝对坐标信息、行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，结合所述速度信息，输出控制指令调整AGV小车的行进；运动控制单元，用于根据控制指令控制AGV小车的行进速度和方向。进一步的，所述图像识别单元执行以下步骤获取所述行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息：处理所述摄像模块获得的实时地面图像，得到其中包含的方向条码图像；将所述方向条码图像与标准方向条码图像对比，得到所述AGV小车的几何中心与所述射频标签的偏离信息；所述标准方向条码图像为所述几何中心与所述射频标签对齐时所述摄像模块获得的方向条码图像；识别所述方向条码图像中所包含的方向条码的条码信息，根据预设的方向条码编码规则，得到当前AGV小车的行进方向；将所述方向条码图像与标准方向基准线进行角度对比，得到所述AGV小车的行进方向与基准方向的角度偏差；所述标准方向基准线为所述AGV小车的行进方向与所述基准方向重合时所述摄像模块获取到的方向条码图像所在的基准线。通过上述步骤，图像识别单元可以通过获得的实时地面图像，更全面获得AGV小车在行进时的各相关参数，从而方便后续根据所获得的参数信息，对AGV小车进行更精确的控制。进一步的，所述指令输出单元执行以下步骤输出控制指令：根据预先接收到的行进路线中目标地点的绝对坐标信息，输出行进控制指令；所述行进控制指令用于控制AGV小车行进至所述绝对坐标信息所在的十字码，根据所述十字码偏离信息和所述速度信息，输出行进速度调整指令，所述行进速度调整指令用于调整AGV小车的行进速度，使AGV小车的几何中心与所述射频标签对齐；根据所述方向角度偏离信息输出AGV小车的行进方向指令，所述行进方向指令用于调整AGV小车的行进方向与基准方向一致。通过上述步骤，指令输出单元可以通过所获各参数信息更精确地控制AGV小车的行进，使得AGV小车的行进可以实时根据所处环境进行调整，提高了导航的可靠性。进一步的，所述图像识别单元执行以下步骤获得所述方向条码图像和条码信息：获取所述实时地面图像；对所述实时地面图像进行中值滤波预处理得到灰度图像；将灰度图像进行二值化处理将其变换为黑白二值图像得到所述方向条码图像；对二值图像中的方向条码进行匹配滤波处理得到所述条码信息。通过上述步骤，图像识别单元可以有效过滤实时地面图像中的干扰元素，更精确地获得条码图像和识别条码信息，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于十字码的AGV小车导航系统，其特征在于，包括：在导航区域地面铺设的多个十字码；所述十字码包括呈十字排布的四个方向条码以及设置在中间的射频标签；所述四个方向条码内编写的条码信息用于指示四个方向；所述射频标签中编写有所在位置的绝对坐标信息；射频感应模块，用于感应所述射频标签，获取当前的绝对坐标信息；摄像模块，设置在AGV小车的底部，用于获取实时地面图像；所述实时地面图像中包括所述四个方向条码中的一个或多个的图像；速度检测模块，用于获取AGV小车的速度信息；转向检测模块，用于获取AGV小车的转向角度信息；行进控制模块，用于识别所述实时地面图像中所包含的条码信息，获取当前的行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，并根据所述绝对坐标信息、行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，结合所述速度信息和转向角度信息，调整AGV小车的行进。

【技术特征摘要】
1.一种基于十字码的AGV小车导航系统，其特征在于，包括：在导航区域地面铺设的多个十字码；所述十字码包括呈十字排布的四个方向条码以及设置在中间的射频标签；所述四个方向条码内编写的条码信息用于指示四个方向；所述射频标签中编写有所在位置的绝对坐标信息；射频感应模块，用于感应所述射频标签，获取当前的绝对坐标信息；摄像模块，设置在AGV小车的底部，用于获取实时地面图像；所述实时地面图像中包括所述四个方向条码中的一个或多个的图像；速度检测模块，用于获取AGV小车的速度信息；转向检测模块，用于获取AGV小车的转向角度信息；行进控制模块，用于识别所述实时地面图像中所包含的条码信息，获取当前的行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，并根据所述绝对坐标信息、行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，结合所述速度信息和转向角度信息，调整AGV小车的行进。2.根据权利要求1所述的基于十字码的AGV小车导航系统，其特征在于，所述摄像模块包括多个摄像头组，所述多个摄像头组对地面实时获取多个图像，所述行进控制模块对所述多个图像进行融合得到所述实时地面图像。3.根据权利要求2所述的基于十字码的AGV小车导航系统，其特征在于，所述四个方向条码的编码方式为：以不同方向对其进行读取时，其朝向前方、左方、右方的方向条码的条码信息所组成的编码组合均不同；所述摄像头组包括三组摄像头，当所述AGV小车底部的几何中心与所述射频标签对准时，所述三组摄像头对应扫描所述四个方向条码中对应于所述AGV小车行进方向的前方、左方和右方的三个方向条码。4.根据权利要求1所述的基于十字码的AGV小车导航系统，其特征在于，所述行进控制模块包括：图像识别单元，用于识别所述实时地面图像中所包含的条码信息，获取当前的行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息；指令输出单元，用于根据所述绝对坐标信息、行进方向信息、角度偏离信息和十字码偏离信息，结合所述速度信息和转向角度信息，输出控制指令调整AGV小车的行进；运动控制单元，用于根据所述控制指令控制AGV小车的行进速度和方向。5.根据权利要求4所述的基于十字码的AGV小车导航系统，其特征在于，所述图像识别单元执行以下步骤获取所述行进方向信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：高绍斌，
申请(专利权)人：广州市技田信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44