一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法。进行初始化，读取货架的尺度和货架腿上的反光单元的规格，获取激光雷达的角分辨率、探测范围、数据点的数量等参数，同时算法还需要接受激光数据中反光单元的强度阈值；启动算法；调整激光雷达的角分辨率强度，采集一帧激光雷达数据；利用采集到的所述激光雷达数据计算AGV本体相对于货架的位置；以所述AGV本体相对于货架的位置为起点，规划从起点到货架中心的路径，把所述路径发送给导航系统，指导AGV前行。辅助设置放在被搬运媒介的支撑结构上进行操作，让AGV直接识别被搬运媒介上反光单元的位置，采用这种相对定位方式进行定位，提高效率和定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法
本专利技术属于一种基于反光单元的相对定位算法，能够用于计算主体相对于反光单元的相对坐标，特别是涉及一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法。
技术介绍
1.随着经济快速增长、人力成本逐渐上升、劳动领域愈加复杂，机器人替代自然工人已成为一种趋势。进入新世纪以来，国家对于人工智能领域的重视程度与日俱增，国内对于自主移动机器人(以下简称AGV)的设计、加工、制造等硬件基础和程序、算法等软件基础也渐渐变得成熟，这些都是AGV产业蓬勃发展的前提。2.在AGV的具体应用场景中，具有潜入顶升功能的AGV是其中的一大类，这种AGV需要能够钻入场景中放置的被搬运媒介之下，将之顶起并带到环境中的指定位置，具有这种功能的AGV又称为潜入顶升式AGV。3.为了支持潜入顶升式AGV的工作，工程人员不仅需要提供被搬运媒介的初始位置和最终放置位置，还需要确保被搬运媒介位于这个初始位置上。在实际运用过程中，出于稳定性、可靠性的考虑，往往对被搬运媒介初始位置附近的环境进行操作，如在地面上张贴二维码，并把被搬运媒介放置在二维码后方固定位置上，或者在周围以反光柱组限定被搬运媒介的放置区域并需要将被搬运媒介放在其中等。目前，对于潜入顶升式AGV钻入货架的方法存在以下问题：(1)对于二维码辅助的方式，尽管能够比较精确地定位AGV自身的位置，但对被搬运媒介的摆放过程提出了比较苛刻的要求，因为这种方式需要对被搬运媒介和二维码的相对位置设定一个界限，这个界限一般就是AGV能够保证正常装载被搬运媒介的前提下所能够容忍的最大位姿误差。这个界限和被搬运媒介和被搬运货物的属性有关，其具体数值往往是很小的，例如位置误差往往不能多于亚分米级，角度误差往往要求不超过5°，同时这两个误差很可能还是有关系的。一旦实际操作时被搬运媒介的摆放精度超过这个误差则很可能会导致AGV无法正常装载被搬运媒介。同时这种方法还有一个前提，即AGV必须能够读取到二维码，如果AGV因为环境或员工的因素无法正常读取到不超过分米尺度的二维码，则直接宣判本次装载被搬运媒介的任务失败。另外，由于二维码通常贴在地上，地面清理、车体等的刮擦、污渍等等都会影响二维码这种耗材，可能需要重新张贴。(2)对于反光柱辅助的方式，尽管AGV能够读取到反光柱的区域远大于能够读取到二维码的区域，但对被搬运媒介的要求是相同的，一旦被搬运媒介的人工摆放或自动摆放位置的精度一旦超出了最大位姿误差，则很可能会导致无法正常装载被搬运媒介。同时尽管这种方式大大扩大了AGV读取被搬运媒介位置的允许位置，但由于涉及反光柱，对环境的改动相比二维码会变得更加复杂，对于一些场景中甚至是不可接受的。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法，解决了读取货架的信息窗口过小、对环境的操作过大以及对货架的摆放精度要求过高的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供了一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法，其包括以下步骤：S1、进行初始化，读取货架的尺度反光单元的规格，获取激光雷达的角分辨率、探测范围、数据点的数量等参数，同时算法还需要接受激光数据中反光单元的强度阈值；S2、启动算法；S3、调整激光雷达的角分辨率强度，采集一帧激光雷达数据；S4、利用采集到的所述激光雷达数据计算AGV本体相对于货架的位置；S5、以所述AGV本体相对于货架的位置为起点，规划从起点到货架中心的路径，把所述路径发送给导航系统，指导AGV前行：当S1中所述角分辨率低于强度阈值，则给出低分辨率错误码并直接退出本次执行；当S4中所述位置计算失败，则给出错误码返回S3。进一步地，所述步骤S4中，计算AGV本体相对于货架的位置的方法包括以下步骤：S41、等待激光雷达的数据，获取到一帧激光数据；S42、激光雷达的数据与S1中的数据进行比较，符合数据设定继续执行；S43、遍历所述激光雷达的数据，记录激光数据点的角度和距离；S44、利用相邻且距离差距不超过激光雷达分辨率的数据点为同组数据点对所述激光数据点进行分组；S45、筛选数据组；S46、遍历每一数据组，对每一数据组，计算反光单元的坐标；S47、利用反光单元的坐标确定提取货架的坐标；S48、以AGV相对于货架的位姿为最终结果，返回零值错误码：当S42中的数据不符合设定，则返回激光数据异常错误码，此算法结束；当S43中激光数据点的数量不足16个，则返回高强数据不足错误码，此算法结束；当S45中筛选没有留下数据组或只有一组留下，则返回数据单元不足错误码，此算法结束；当S47中如果没有获取到货架的坐标或仅仅获取到一个位置，则返回反光坐标不足错误码，此算法结束；进一步地，所述步骤S46中，计算反光单元的坐标的方法为平均距离法，利用数据点组的位置关系确定反光单元的坐标。进一步地，所述步骤S47中，利用反光单元的坐标确定提取货架的坐标的方法包括以下步骤：S471、将全部位置标记为可用位置，按照与激光雷达的距离升序排列；S472、从全部可用位置中取最近的位置作为基准点，将剩余的可用位置按照到基准点的距离升序排列；S473、利用剩余可用点确定候选货架的位置，保留微调后的货架位置以及对应权重；S474、确定候选货架的权重wshelf，筛选加权货架，确定待潜入的货架；S475、计算AGV相对于货架的坐标，得到AGV的位置和倾角，用于指导路径规划。进一步地，所述权重wshelf的反的贡献为：wshelf＝w*exp(-dref/dmax)，其中dmax是最大可接受间距。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1、以反光单元代替二维码，用以读取被搬运媒介的信息的窗口大大增加，能够看到足够的反光单元，算法即可顺利运行。2、相比于张贴二维码这种辅助定位措施，装备反光单元对环境的改变会小得多。同时由于反光单元并不安装在地表，不会经常被践踏或碾压，所以只要安装一次就可以使用很久。3、装备有反光单元的货架在被AGV定位时和周围环境无关，AGV只关注货架，所以对货架摆放的要求仅限于让AGV能够观察到足够的反光单元，同时角度不得过大。相比之下，本算法对货架的摆放要求降低了不少。4、能够支持多货架。算法默认寻找距离AGV车体最近的货架，有需要时还能够选择距离车体纵向距离最近的货架。对于多货架情况，如果需要改变所潜入货架在几个相邻货架中的相对位置，只需要重新设定AGV导航终点，使目标货架距离AGV最近即可。5、能够支持多种规格的货架。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法，其包括以下步骤：/nS1、进行初始化，读取货架的尺度和反光单元的规格，获取激光雷达的角分辨率、探测范围、数据点的数量等参数，同时算法还需要接受激光数据中反光单元的强度阈值；/nS2、启动算法；/nS3、调整激光雷达的角分辨率强度，采集一帧激光雷达数据；/nS4、利用采集到的所述激光雷达数据计算AGV本体相对于货架的位置；/nS5、以所述AGV本体相对于货架的位置为起点，规划从起点到货架中心的路径，把所述路径发送给导航系统，指导AGV前行：/n当S1中所述角分辨率低于强度阈值，则给出低分辨率错误码并直接退出本次执行；当S4中所述位置计算失败，则给出错误码返回S3。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法，其包括以下步骤：
S1、进行初始化，读取货架的尺度和反光单元的规格，获取激光雷达的角分辨率、探测范围、数据点的数量等参数，同时算法还需要接受激光数据中反光单元的强度阈值；
S2、启动算法；
S3、调整激光雷达的角分辨率强度，采集一帧激光雷达数据；
S4、利用采集到的所述激光雷达数据计算AGV本体相对于货架的位置；
S5、以所述AGV本体相对于货架的位置为起点，规划从起点到货架中心的路径，把所述路径发送给导航系统，指导AGV前行：
当S1中所述角分辨率低于强度阈值，则给出低分辨率错误码并直接退出本次执行；当S4中所述位置计算失败，则给出错误码返回S3。


2.根据权利要求1所述的利用反光单元辅助潜入顶升式AGV钻入货架的方法，其特征在于，所述步骤S4中，计算AGV本体相对于货架的位置的方法包括以下步骤：
S41、等待激光雷达的数据，获取到一帧激光数据；
S42、激光雷达的数据与S1中的数据进行比较，符合数据设定继续执行；
S43、遍历所述激光雷达的数据，记录激光数据点的角度和距离；
S44、利用相邻且距离差距不超过激光雷达分辨率的数据点为同组数据点对所述激光数据点进行分组；
S45、筛选数据组；
S46、遍历每一数据组，对每一数据组，计算反光单元的坐标；
S47、利用反光单元的坐标确定提取货架的坐标；
S48、以AGV相对于货架的位姿为最终结果，返回零值错误码：
当S42中的数据不...

【专利技术属性】
技术研发人员：王远鹏，翟冬灵，张二阳，
申请(专利权)人：苏州寻迹智行机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32