一种基于反光件的激光雷达二次定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于反光件的激光雷达二次定位方法，包括以下步骤：S1、在激光导航终点放置两个反光件，确保AGV小车能够使用激光雷达获取到反光柱或者反光板的相关信息；S2、小车通过激光导航驶向指定地点，在激光雷达扫描到反光件时，记录此时刻反光件坐标下小车的位姿偏差Δx、Δy和Δθ；S3、定义目标点的位置在两个所述反光件的中心处，连接AGV小车中心和目标点的位置，生成小车的预设路径；S4、使用PP算法跟踪路径，根据AGV圆弧运动的特性，在物理学上得出AGV小车运动线速度v、角速度w及运动半径r之间的关系。能够实现激光导航到二次定位之间无缝衔接，使得小车行走姿态美观，精度更高。度更高。度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反光件的激光雷达二次定位方法


[0001]本专利技术属于移动机器人
，涉及一种二次定位方法，具体涉及一种基于反光件的激光雷达二次定位方法。

技术介绍

[0002]移动机器人(Automated Guided Vehicle，AGV)是工业机器人的一种，它由计算机控制，具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能，在实际生产中最主要的用途是搬运，它能够沿着预设的虚拟路径，安全地将货物从A点搬运至B点。由于AGV具有自动化程度高、方便、快捷、美观等优点，给企业带来诸多便利，AGV广泛地被应用在各行各业中。从需求领域来看，目前我国AGV机器人需求领域较为集中，主要分布在汽车工业、家电制造等生产物流中。
[0003]随着制造业的迅猛发展，对AGV定位精度的要求越来越高，而定位精度是衡量AGV性能好坏的一个重要指标。在装配线上，装配物品之前要对其进行二次定位，提高定位的精度，从而提高AGV的工作效率。如潜伏顶升或牵引式AGV，首先AGV要安全到达料架底部，在运动的过程中要确保AGV与料架腿无碰撞，进一步地伸出牵引销或顶升装置成功顶起料架，这样的停车精度至少在
±
5mm左右，此时仅靠无反光板或者反光柱的激光导航无法满足要求，因此需要二次定位来辅助。
[0004]目前，现有的辅助二次定位的方法有以下几种：(1)借助磁导航实现AGV二次定位，这种方式的优点是成本较低，实现比较简单。但是它的灵活性较差，AGV只能沿着磁条行走以及进行定位；(2)借助二维码实现AGV二次定位，该方式定位精确，铺设、改变定位地点较容易，但是如果场地复杂，会对AGV造成一定的误差。并且如果更改二次定位地点，需要频繁的更换二维码；(3)使用反光板或者反光柱激光导航实现AGV二次定位，该方法定位精确，并且能够在无光环境下运行，但是激光反射器的成本较高，反光板或者反光柱与AGV激光传感器之间不能有障碍物，不适合空中有物流影响的场合；(4)使用激光导航实现AGV二次定位，该技术采用先进的激光场景导航，实时创建地图并修正机器人的位置，无需二维码、色带、磁条等人工布设标志物，真正实现对作业环境的零改造，可直接用在任何环境里。但是由于成本过于庞大，极少的应用在工业场景中。而现有的二次定位方法，结构复杂，体积庞大，使得在装配或者运输物品的位置精度较差，从而降低了加工精度或装配精度。

技术实现思路

[0005]基于上述缺陷，本专利技术提供一种基于反光件的激光雷达二次定位方法，使得二次定位的定位精度高。
[0006]为了达成上述目的，本专利技术提供一种基于反光件的激光雷达二次定位方法，包括以下步骤：
[0007]S1、在激光导航终点放置两个反光件，确保AGV小车能够使用激光雷达获取到反光柱或者反光板的相关信息；
[0008]S2、小车通过激光导航驶向指定地点，在激光雷达扫描到反光件时，记录此时刻反光件坐标下小车的位姿偏差Δx、Δy和Δθ；
[0009]S3、定义目标点的位置在两个所述反光件的中心处，连接AGV小车中心和目标点的位置，生成小车的预设路径；
[0010]S4、使用PP算法跟踪路径，根据AGV圆弧运动的特性，在物理学上得出AGV小车运动线速度v、角速度w及运动半径r之间的关系如公式(1)所示：
[0011][0012]曲率与半径之间的固定关系如公式(2)所示：
[0013][0014]基于前视距离和横向距离的运动半径表达式，如公式(5)所示：
[0015]1/γ＝L2/2y
g
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)；
[0016]得出给定线速度下的角速度调节量，如公式(6)所示：
[0017]ω＝vγ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)；
[0018]在角速度计算出来后，将其反馈给AGV小车，从而控制小车接下来的运动。
[0019]优化地，步骤S1中，所述反光件放置在终点之前，且其左右方向不能超过
±
80mm。
[0020]优化地，步骤S4中，还以小车自身的局部坐标系为基准坐标系，小车的当前位置P(x0,y0)为原点，目标点选定为P(x
g
,y
g
)，目标点与小车当前位置的距离L通常称为前视距离，在坐标系中表达式如公式(3)所示：
[0021]x
g2
+y
g2
＝L2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)；
[0022]从圆弧运动的几何关系上可以计算出x
g
以及y
g
的值，如公式(4)所示：
[0023][0024]优化地，它还包括步骤S5、小车通过一段时间的纠偏，使得Δx、Δy和Δθ都趋向于0，在保证精确度的同时，顺利到达指定位置。
[0025]优化地，步骤S2中，AGV小车从设定的起始点朝向目标点料架开始运动，在运动的过程中可以设置加速或者减速；当涉及圆弧路径时，对于旋转也具有加速或者减速的功能。
[0026]优化地，步骤S3中，当AGV小车左上角的激光雷达扫描到两个反光件时，AGV小车需要准备进入二次定位过程；当AGV小车即将运动到反光柱附近时开始减速时，调整好AGV小车的位姿后，立即进入二次定位环节；此时使用的不在是全局坐标，而是使用反光柱坐标系下，小车的相对坐标。
[0027]本专利技术基于反光件的激光雷达二次定位方法，不需要借助额外的二次定位机构装置，只需要在需要二次定位的地点放置一个反光柱或者贴两张反光板贴纸，当AGV使用激光传感器检测到反光柱或者反光板时，自主控制AGV运行速度，并且使用实时的AGV与反光柱或者反光板的距离来控制或者纠正AGV的姿态，在保证AGV的定位精度的基础上平稳的行驶到指定地点的位置。同时，能够实现激光导航到二次定位之间无缝衔接，使得小车行走姿态美观，精度更高。
附图说明
[0028]图1为本专利技术中AGV小车的侧视图；
[0029]图2是本专利技术反光柱导航阶段示意图；
[0030]图3是本专利技术中贝塞尔曲线流程图；
[0031]图4是本专利技术中纯跟踪算法原理图；
[0032]图5是本专利技术中纯跟踪算法流程图。
具体实施方式
[0033]为了使本
的人员更好地理解本专利技术，下面将结合实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所做的等效变化与修饰前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术基于反光件的激光雷达二次定位方法，包括以下步骤：
[0035]S1、在激光导航终点放置两个反光件，确保AGV小车能够使用激光雷达获取到反光柱或者反光板的相关信息；具体为：
[0036]在激光导航终点附近放置两个反光柱或者反光板，反光柱或者反光板应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于反光件的激光雷达二次定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在激光导航终点放置两个反光件，确保AGV小车能够使用激光雷达获取到反光柱或者反光板的相关信息；S2、小车通过激光导航驶向指定地点，在激光雷达扫描到反光件时，记录此时刻反光件坐标下小车的位姿偏差Δx、Δy和Δθ；S3、定义目标点的位置在两个所述反光件的中心处，连接AGV小车中心和目标点的位置，生成小车的预设路径；S4、使用PP算法跟踪路径，根据AGV圆弧运动的特性，在物理学上得出AGV小车运动线速度v、角速度w及运动半径r之间的关系如公式(1)所示：曲率与半径之间的固定关系如公式(2)所示：基于前视距离和横向距离的运动半径表达式，如公式(5)所示：1/γ＝L2/2y
g
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)；得出给定线速度下的角速度调节量，如公式(6)所示：ω＝vγ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)；在角速度计算出来后，将其反馈给AGV小车，从而控制小车接下来的运动。2.根据权利要求1所述基于反光件的激光雷达二次定位方法，其特征在于，步骤S1中，所述反光件放置在终点之前，且其左右方向不能超过
±
80mm。3.根据权利要求1所述基于反光件的激光雷达二次定位方法，其特征在于，步骤S4中，还以小车自身的局部坐标系为基准坐标系，小车的当前位置P(x0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张二阳，翟冬灵，
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：