CN103472827A - 基于导引路径的agv举升校正系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于导引路径的AGV举升校正系统及其方法，该系统包括货物托盘、规则图形码定位控制器、托盘标签读码器、地面标签读码器、地面规则图形码标签和托盘规则图形码标签，规则图形码定位控制器分别与托盘标签读码器和地面标签读码器相连接；该方法包括以下步骤：货物托盘摆放在AGV导引路径上的托盘存放区中心；AGV沿着导引路径进入货物托盘下表面中心的图像触发区；规则图形码定位控制器控制托盘标签读码器采集托盘规则图形码标签并进行举升校正。本发明设计合理，实现基于导引路径的AGV举升货物托盘过程中对于货物托盘的校正功能，减小了AGV相对于货物托盘的误差，保证了AGV运输的可靠性和稳定性。

Description

基于导引路径的AGV举升校正系统及其方法
技术领域
本发明属于AGV技术领域，尤其是一种基于导引路径的AGV举升校正系统及其方法。
背景技术
AGV是一种无人驾驶的全自动搬运车,可被广泛应用于智能仓储或智能停车场。正常情况下，AGV的工作方式是：在运载货物之前，将货物托盘存放于AGV导引路径上的指定区域，该指定区域中心的地面上敷设有二维码标签，当AGV托举货物之前，通过托盘存放区中心的二维码标签校正自身和货物托盘的位姿，当AGV到达目标点放下货物之前时，也同样是通过目标点地面中心的二维码标签校正货物存放的位姿。由于AGV在运行过程中，每一次执行子任务，从起始点到目标点允许有1厘米的误差，当连续执行子任务时，则会产生累计误差。例如，当AGV举升货物托盘之前，如果带着1厘米的误差将货物举起，此时，货物托盘相当于AGV就会产生1厘米的误差，当到达目标点时，AGV距离目标点还会再产生1厘米的误差，货物托盘相当于AGV就会产生2厘米的累计误差。为了控制累计误差，需要AGV在每次执行子任务时，尽量消除货物托盘相对于AGV的误差，用以减小货物托盘的累计误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于导引路径的AGV举升校正系统及其方法，用于解决AGV举升货物托盘过程中相对于货物托盘产生的误差问题。
本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于导引路径的AGV举升校正系统，包括托盘存放区内的货物托盘、安装在AGV上的规则图形码定位控制器、安装在AGV车体中心区域内的托盘标签读码器、安装在AGV车下表面的地面标签读码器、敷设在地面上的地面规则图形码标签和敷设在货物托盘下表面的托盘规则图形码标签，规则图形码定位控制器分别与托盘标签读码器和地面标签读码器相连接，托盘标签读码器和地面标签读码器分别读取托盘规则图形码标签和地面规则图形码标签并传送给规则图形码定位控制器，由规则图形码定位控制器对读取的规则图形码图像进行分析处理并对举升货物托盘位置进行校正。
而且，所述的托盘规则图形码标签和地面规则图形码标签均为二维码标签，所述的托盘标签读码器和地面标签读码器均为二维码读码器。
而且，所述的托盘存放区为AGV导引路径上的长方形区域。
而且，所述的托盘规则图形码标签敷设在货物托盘下表面的中心位置，所述的地面规则图形码标签敷设在托盘存放区的中心位置。
而且，所述的托盘标签读码器安装在AGV车体中心区域的方形孔内，其上表面不超过AGV车体的上表面，该托盘标签读码器朝向货物托盘；所述的地面标签读码器有两个，两个地面标签读码器分别安装在AGV底部长度方向的中心线前端和中心位置，两个地面标签读码器朝向地面。
而且，所述的规则图形码定位控制器由微处理器、编码器和通信接口连接构成，该微处理器与编码器相连接用于检测AGV的运行速度，该微处理器通过通信接口与托盘标签读码器、地面标签读码器相连接采集托盘规则图形码标签信息和地面规则图形码标签信息并进行校正处理。
一种基于导引路径的AGV举升校正系统的校正方法，包括以下步骤：
步骤1：货物托盘按照指定要求摆放在AGV导引路径上的托盘存放区中心；
步骤2：AGV沿着导引路径进入货物托盘下表面中心的图像触发区；
步骤3：规则图形码定位控制器向托盘标签读码器发送采集命令；
步骤4：托盘标签读码器采集货物托盘下的托盘规则图形码标签，并将托盘规则图形码标签的解码信息传送给规则图形码定位控制器；
步骤5：规则图形码定位控制器根据解码信息校正AGV和货物托盘之间的位姿误差；
步骤6：AGV开启顶升装置、顶升装置对准货物托盘对位孔。
而且，所述的图像触发区为货物托盘下方地面敷设的地面规则图形码标签，该地面规则图形码标签正对着货物托盘的中心。
而且，所述步骤5的具体处理方法为：
⑴建立如下三个坐标系：图像坐标系（u、v）、小车坐标系（x小车、y小车）、世界坐标系（x世界、y世界）；
⑵计算在小车坐标系下AGV相对于货物托盘下表面中心的托盘规则图形码标签的偏离角度和偏离位置；
⑶计算托盘规则图形码标签相对于世界坐标系的偏离位置和偏离角度；
⑷计算AGV相对于世界坐标系的偏离角度和偏离位置，从而获得AGV相对于货物托盘的矫正位置和角度。
本发明的优点和积极效果是：
本发明在AGV上分别安装托盘标签读码器和地面标签读码器并在地面和货物托盘上分别敷设规则图形码标签，通过规则图形码定位控制器分别控制地面规则图形码读码器和货物托盘规则图形码读码器进行规则图形码图像读取，实现基于导引路径的AGV举升货物托盘过程中对于货物托盘的校正功能，减小了AGV相对于货物托盘的误差，保证了AGV运输的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图；
图2为托盘存放区和地面规则图形码标签的关系示意图；
图3为货物托盘下表面的结构示意图；
图4为AGV上表面的结构示意图；
图5为AGV下表面的结构示意图；
图6为AGV上的读码器位置示意图；
图中，1-0：AGV上表面，1-1：AGV车体，1-2：AGV车轮；1-3：货物托盘读码器支架；1-4：托盘标签读码器；1-5：规则图形码定位控制器；1-6：第一地面标签读码器；1-7：第二地面标签读码器；2-1：货物托盘下表面；2-2：货物托盘对位孔；2-3：货物托盘腿；2-4：托盘规则图形码标签；3：托盘存放区；4：地面规则图形码标签。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种基于导引路径的AGV举升校正系统，如图1所示，包括托盘存放区内的货物托盘、安装在AGV上的规则图形码定位控制器、安装在AGV车体中心区域内的托盘标签读码器、安装在AGV车下表面的地面标签读码器、敷设在地面上的地面规则图形码标签和敷设在货物托盘下表面的托盘规则图形码标签。规则图形码定位控制器分别与托盘标签读码器和地面标签读码器相连接，托盘标签读码器和地面标签读码器分别读取货物托盘下的托盘规则图形码标签和地面上的地面规则图形码标签并传送给规则图形码定位控制器，由规则图形码定位控制器对读取的规则图形码图像进行分析处理，实现AGV举升货物托盘过程中对货物托盘的校正功能。所述的规则图形码定位控制器由微处理器、编码器和通信接口连接构成，该微处理器与编码器相连接用于检测AGV的运行速度，该微处理器通过通信接口与托盘标签读码器、地面标签读码器相连接采集托盘规则图形码标签信息和地面规则图形码标签信息，该通信接口为网络接口、USB接口或者1394接口等接口，该二维码读码器为具有网络接口、USB接口或者1394接口等接口的摄像头。
如图2所示，在地面仓储区或停车场内设有托盘存放区3，该托盘存放区为长方形区域，在托盘存放区的中心位置敷设地面规则图形码标签4，AGV可沿着地面规则图形码标签设定的引导路径行走。
如图3，托盘规则图形码标签2-4敷设在货物托盘下表面2-1的中心位置，在货物托盘下表面还设有四个对位孔2-2和四个货物托盘腿2-3，四个对位孔2-2和四个货物托盘腿2-3是货物托盘的常规设置，在此不进行详细说明。
如图4至图6所示，托盘标签读码器1-4通过货物托盘读码器支架1-3安装在AGV上表面1-0中心区域的方形孔内，该托盘标签读码器朝向货物托盘。地面标签读码器有两个，第一地面标签读码器1-6和第二地面标签读码器1-7分别安装在AGV底部长度方向的中心线前端和中心位置，两个地面标签读码器朝向地面。规则图形码定位控制器1-5安装在AGV车体1-1的内部，并分别与托盘标签读码器和两个地面标签读码器相连接。车轮1-2为AGV的常规设置，在此不进行详细说明。
在本实施例中，规则图形码标签为二维码，标签读码器为二维码读码器。
一种基于导引路径的AGV举升校正方法，包括以下步骤：
步骤1：货物托盘按照指定要求摆放在AGV导引路径上的托盘存放区中心。
在本步骤中，货物托盘需要按照指定位置被摆放在AGV导引路径上的托盘存放区，即货物托盘中心点和任意托盘存放区的中心点重合。
步骤2：AGV沿着导引路径进入货物托盘下表面中心的图像触发区。
本步骤中，AGV沿着导引路径进入货物托盘下方的图像触发区，该图像触发区为货物托盘下方地面敷设的地面规则图形码标签，该地面规则图形码标签正对着货物托盘中心。
步骤3：规则图形码定位控制器向托盘标签读码器发送采集命令。
步骤4：托盘标签读码器采集货物托盘下的托盘规则图形码标签，并将托盘规则图形码标签的解码信息传送给规则图形码定位控制器；
步骤5：规则图形码定位控制器根据解码信息校正AGV和货物托盘之间的位姿误差。
在本步骤中，有关机器人视觉定位的详细方法已在本申请人在先的专利申请中有详细描述，如“基于二维码的室内移动机器人定位系统和方法”（专利申请号：201210186563.5），以及“基于规则图形码复合标签的移动机器人定位系统及方法”（专利申请号为201310017927.1），在此不再赘述，仅将定位控制器根据解码信息校正AGV车体和货物托盘之间的位姿误差的方法概括如下：
⑴建立如下三个坐标系：图像坐标系（u、v）、小车坐标系（x小车、y小车）、世界坐标系（x世界、y世界）；
⑵计算在小车坐标系下AGV相对于货物托盘下表面中心的托盘规则图形码标签的偏离角度和偏离位置；
⑶计算托盘规则图形码标签相对于世界坐标系的偏离位置和偏离角度；
⑷计算AGV相对于世界坐标系的偏离角度和偏离位置，从而获得AGV相对于货物托盘的矫正位置和角度。
步骤6：AGV开启顶升装置、顶升装置对准货物托盘对位孔。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于导引路径的AGV举升校正系统，其特征在于：包括托盘存放区内的货物托盘、安装在AGV上的规则图形码定位控制器、安装在AGV车体中心区域内的托盘标签读码器、安装在AGV车下表面的地面标签读码器、敷设在地面上的地面规则图形码标签和敷设在货物托盘下表面的托盘规则图形码标签，规则图形码定位控制器分别与托盘标签读码器和地面标签读码器相连接，托盘标签读码器和地面标签读码器分别读取托盘规则图形码标签和地面规则图形码标签并传送给规则图形码定位控制器，由规则图形码定位控制器对读取的规则图形码图像进行分析处理并对举升货物托盘位置进行校正。
2.根据权利要求1所述的基于导引路径的AGV举升校正系统，其特征在于：所述的托盘规则图形码标签和地面规则图形码标签均为二维码标签，所述的托盘标签读码器和地面标签读码器均为二维码读码器。
3.根据权利要求1所述的基于导引路径的AGV举升校正系统，其特征在于：所述的托盘存放区为AGV导引路径上的长方形区域。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于导引路径的AGV举升校正系统，其特征在于：所述的托盘规则图形码标签敷设在货物托盘下表面的中心位置，所述的地面规则图形码标签敷设在托盘存放区的中心位置。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于导引路径的AGV举升校正系统，其特征在于：所述的托盘标签读码器安装在AGV车体中心区域的方形孔内，其上表面不超过AGV车体的上表面，该托盘标签读码器朝向货物托盘；所述的地面标签读码器有两个，两个地面标签读码器分别安装在AGV底部长度方向的中心线前端和中心位置，两个地面标签读码器朝向地面。
6.根据权利要求1或2或3所述的基于导引路径的AGV举升校正系统，其特征在于：所述的规则图形码定位控制器由微处理器、编码器和通信接口连接构成，该微处理器与编码器相连接用于检测AGV的运行速度，该微处理器通过通信接口与托盘标签读码器、地面标签读码器相连接采集托盘规则图形码标签信息和地面规则图形码标签信息并进行校正处理。
7.一种如权利要求1至6任一项所述AGV举升校正系统的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：货物托盘按照指定要求摆放在AGV导引路径上的托盘存放区中心；
步骤2：AGV沿着导引路径进入货物托盘下表面中心的图像触发区；
步骤3：规则图形码定位控制器向托盘标签读码器发送采集命令；
步骤4：托盘标签读码器采集货物托盘下的托盘规则图形码标签，并将托盘规则图形码标签的解码信息传送给规则图形码定位控制器；
步骤5：规则图形码定位控制器根据解码信息校正AGV和货物托盘之间的位姿误差；
步骤6：AGV开启顶升装置、顶升装置对准货物托盘对位孔。
8.根据权利要求7所述的基于导引路径的AGV举升校正方法，其特征在于：所述的图像触发区为货物托盘下方地面敷设的地面规则图形码标签，该地面规则图形码标签正对着货物托盘的中心。
9.根据权利要求7所述的基于导引路径的AGV举升校正方法，其特征在于：所述步骤5的具体处理方法为：
⑴建立如下三个坐标系：图像坐标系（u、v）、小车坐标系（x小车、y小车）、世界坐标系（x世界、y世界）；
⑵计算在小车坐标系下AGV相对于货物托盘下表面中心的托盘规则图形码标签的偏离角度和偏离位置；
⑶计算托盘规则图形码标签相对于世界坐标系的偏离位置和偏离角度；
⑷计算AGV相对于世界坐标系的偏离角度和偏离位置，从而获得AGV相对于货物托盘的矫正位置和角度。
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