CN106990781A - 基于激光雷达和图像信息的自动化码头agv定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，包括：对所有AGV的车身上分别设置身份标识；在自动化集装箱码头的水平运输区的不同位置，架设多台激光雷达和多台摄像机；根据所述多台激光雷达得到的距离、角度并结合自身的位置计算所有AGV在场地中的位置信息；根据所有AGV在场地中的位置信息，并结合所述多台摄像机获取图像信息中身份标识确定每辆AGV对应的位置信息。本发明具有如下优点：利用激光雷达并且不依赖于外部的光照，且能够十分精确地获得三维点距离信息，再通过AGV上的标识可以对每辆AGV实现精确定位。
Description
技术领域
本发明涉及自动化码头领域，具体涉及一种基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法。
背景技术
自动导引车(Automated Guided Vehicle，AGV)是指装备有电磁或光线等自动导引装置，能够沿着规定的导引路径行驶，具有运输货物功能的运输车。在实际的使用过程中，以可充电蓄电池为动力来源，不需要驾驶员在车上操作，通常通过远程计算机控制其行驶路线以及行为。由于AGV自动化程度高、可以远程控制的特点，在自动化码头中得到了广泛的应用。
在自动化码头AGV的调度与管理当中，对AGV的精确定位是对AGV路径导航控制的一个前提。只有实现了对AGV的精确定位，才能够准确地对AGV行驶路线进行控制并避免发生事故。目前，对自动化码头中的AGV进行定位的主要为通过埋设磁钉定位、利用GPS定位的技术等。这些定位技术有着精度不高、存在定位盲区的问题，导致对AGV的定位不够准确，进而影响对AGV的精确调度控制，严重情况下会导致撞车等事故发生，使得自动化码头的装卸货作业暂停。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于对激光雷达和图像信息的融合，来实现AGV在运输区域中的精确定位的方法，以解决AGV在自动化码头中的定位问题。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，包括以下步骤：对所有AGV的车身上分别设置身份标识；在自动化集装箱码头的水平运输区的不同位置，架设多台激光雷达和多台摄像机；根据所述多台激光雷达得到的距离、角度并结合自身的位置计算所有AGV在场地中的位置信息；根据所有AGV在场地中的位置信息，并结合所述多台摄像机获取图像信息中身份标识确定每辆AGV对应的位置信息。
进一步地，所述激光雷达的数量根据所述水平运输区的情况进行设置，且所述激光雷达的数量不少于三台。
进一步地，在确定每辆AGV对应的位置信息之后还包括：在所述水平运输区的可视图上实时显示每辆AGV的位置信息。
进一步地，所述多台摄像机获取的图像信息包括可见光与红外线的图像信息。
根据本发明实施例的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，利用激光雷达并且不依赖于外部的光照，且能够十分精确地获得三维点距离信息，再通过AGV上的标识可以对每辆AGV实现精确定位。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法的流程图；
图2是本发明一个实施例的AGV定位装置布置的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
首先对本申请采用的设备进行说明。
激光雷达是一种通过位置、距离、角度等测量数据来来获取三维环境信息的传感器，可以实现目标信息提取和三维场景重建。这种技术具有多方面的优势，例如其测量受干扰影响小，反应时间短，能够反应对象细节信息等。
激光雷达能够十分精确地获得三维点距离信息，并且不依赖于外部的光照条件，但激光雷达只能获得物体的位置和形状信息，不能获得纹理和色彩，限制了对目标的识别。如果只用激光雷达对AGV进行定位的话，将只能获取到AGV的位置信息，而无法对AGV进行匹配，即无法知道是哪一个AGV被定位到。
因此，除了利用激光雷达之外，还需要利用摄像机采集到的图像信息(包括可见光和红外线等)辅助对AGV进行识别。相对于激光雷达而言，摄像机具有较高的分辨率，能够获得目标的纹理和色彩信息，可以很好地对目标进行识别，但其获取的图像对外界条件有一定的依赖性，并且无法提供目标的距离信息。
有效地将激光雷达和摄像机得到的图像信息进行融合，可以发挥二者各自的优势，提高定位系统的性能，将其应用于自动化集装箱码头的AGV定位上，可以得到很好的效果。
以下结合附图描述本发明。
图1是本发明实施例的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法的流程图。
如图1所示，一种基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，包括以下步骤：
S1：对所有AGV的车身上分别设置身份标识；
S2：在自动化集装箱码头的水平运输区的不同位置，架设多台激光雷达和多台摄像机；
S3：根据多台激光雷达得到的距离、角度并结合自身的位置计算所有AGV在场地中的位置信息；
S4：根据所有AGV在场地中的位置信息，并结合多台摄像机获取图像信息中身份标识确定每辆AGV对应的位置信息。
根据本发明实施例的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，利用了激光雷达的信息，识别精度很高；定位不存在盲区，对于水平运输区场地中的任何角落都可以实现定位，不存在被岸桥遮挡导致无法定位的问题；实时性好，反应时间短，可以得到实时的位置信息。
在本发明的一个实施例中，激光雷达的数量根据水平运输区的情况进行设置，且激光雷达的数量不少于三台，从而可以精确地获取所有AGV的位置信息。
在本发明的一个实施例中，在确定每辆AGV对应的位置信息之后还包括：在水平运输区的可视图上实时显示每辆AGV的位置信息，以便进行AGV控制与调度使用。
在本发明的一个实施例中，多台摄像机获取的图像信息包括可见光与红外线的图像信息，可以提高图像信息的丰富性，从而准确识别每辆AGV的车身上相应的标识，从而确定每辆AGV的相应位置。
图2是本发明一个实施例的AGV定位装置布置的示意图。如图2所示，在某自动化集装箱码头场区，该自动化码头有2个泊位，可以同时停靠2艘货轮，货轮和集装箱堆场之间为AGV水平运输区，为AGV行驶的区域。
在水平运输区域中，8个点上放置定位系统(包括激光雷达和摄像机)，这8个点包括水平运输区4个角以及在上、下两个边上各设置2个。其中，在4个角上的点分别放置1个定位系统；在上、下两边上的点，为了保证覆盖范围，分别在每个点上放置2个定位系统，2个定位系统的朝向夹角为90°，分别对不同方向的AGV进行定位。共计放置12个定位系统。定位系统的放置方式如图1所示，图中表示出了每个定位系统的位置和朝向。
定位系统设置好后，可以对水平运输区内的AGV车辆进行定位。激光雷达负责采集目标的实时位置信息，然后与摄像机通过图像识别出的AGV编号进行匹配。每个定位系统将AGV编号和位置发送到中央控制系统，经汇总后得到每辆AGV的实时位置信息。
另外，本发明实施例的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (4)
1.一种基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
对所有AGV的车身上分别设置身份标识；
在自动化集装箱码头的水平运输区的不同位置，架设多台激光雷达和多台摄像机；
根据所述多台激光雷达得到的距离、角度并结合自身的位置计算所有AGV在场地中的位置信息；
根据所有AGV在场地中的位置信息，并结合所述多台摄像机获取图像信息中身份标识确定每辆AGV对应的位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，其特征在于，所述激光雷达的数量根据所述水平运输区的情况进行设置，且所述激光雷达的数量不少于三台。
3.根据权利要求1所述的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，其特征在于，在确定每辆AGV对应的位置信息之后还包括：
在所述水平运输区的可视图上实时显示每辆AGV的位置信息。
4.根据权利要求1所述的基于激光雷达和图像信息的自动化码头AGV定位方法，其特征在于，所述多台摄像机获取的图像信息包括可见光与红外线的图像信息。
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