CN107943051A - 基于二维码导引与可见光定位的室内agv导航方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二维码导引与可见光定位的室内AGV导航方法及系统，通过在AGV的移动路径节点贴上二维码标签，使得AGV在移动到节点附近时可以分析高速摄像头捕捉到的二维码图像获取下一步的移动方向；在两个节点间移动时通过基于可见光通信技术的RSS定位方法实现AGV实时定位，防止偏离方向。本发明在应用二维码识别技术导航时加入了可见光通信定位，避免了单纯使用二维码导航时AGV小车在距离过长的两个二维码间移动因缺乏定位信息而偏离方向的问题，提供了一种成本较低的室内AGV导航定位方法。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人小车技术领域，特别涉及一种基于二维码导引与可见光定位的室内AGV导航方法及系统。
背景技术
传统的室内AGV导航定位方法主要为采用电磁感应技术的磁条导航方法、采用RFID技术的射频标签定位方法、基于机器视觉技术的定位方法、激光技术定位方法等等，但是，磁条导航更改路径困难，RFID定位精度不足，机器视觉定位算法普遍复杂、实时性差，而激光定位成本高昂。针对这些定位精度与成本问题，基于二维码识别技术的导航与定位方法、基于可见光通信技术的定位方法等新型方法开始受到关注，被越来越多的人所研究和改良。
基于二维码识别技术的导航与定位方法，主要方法都是将带有位置信息和航向信息的二维码标签贴在室内的地面，AGV小车通过扫描地面的二维码获取定位及导航信息。这种方法的优点在于成本十分低廉，主要设备就是二维码标签和二维码扫描器。其缺点就是一旦二维码之间的距离过长，AGV小车在到达下一个二维码之前往往容易因缺乏自身位置信息而偏离方向，最终找不到下一个二维码而迷失。因为AGV小车的性能各不相同，二维码之间距离的合适长度不同统一。有研究人员提出一种用密集相连的二维码组成导航带对AGV小车进行定位与导航的方法，但应用这种方法时，要保证每一个二维码都不受到严重损坏，维护工作可能会十分麻烦。
基于可见光通信技术的定位方法主要有AOA角度定位算法、RSS三角定位算法、TOA算法与TDOA算法。AOA角度定位算法通过计算光信息发送端和接收端的相对角度获得当前位置信息，对角度的测量精度要求非常高，需要的测量设备成本高。TOA算法与TDOA算法通过计算光信息传播时间或时间差获取位置信息，对时间测量的精准度要求高，设备同样昂贵。RSS定位方法需要测量接收的可见光信号的强度，然后通过光信号强度和信号衰减公式计算定位目标与光源之间的距离。RSS定位方法由于只需要一个能测量可见光信号强度的光电传感器，所需成本较低，更为普遍地被应用到各个场合中。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于二维码导引与可见光定位的室内AGV导航方法，将二维码识别技术与基于可见光通信技术的RSS定位方法结合，为AGV小车提供一种成本较低、可以准确判断坐标和方向的导航定位方法。通过基于可见光通信技术的RSS定位方法，使AGV实时获取当前位置坐标。通过在AGV的移动路径节点贴上二维码标签，使得AGV在移动到节点附近时可以分析高速摄像头捕捉到的二维码图像获取下一步的移动方向。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述方法的室内AGV导航系统。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于二维码导引与可见光定位的室内AGV导航方法，包括：
步骤一，在室内天花板安装多个传送特定光信息的LED，在AGV的移动路径节点的地板上贴上二维码标签，其中每一个二维码标签所提示的方向必须指向下一个二维码标签；
步骤二，建立室内空间坐标系(x,y)，系统在起点处利用可见光通信定位技术记录当前的位置坐标及AGV正对方向，应用二维码识别技术分析用底部高速摄像头获取的起点处的二维码标签图像，判断出下一个二维码标签的所在方向，根据获取的方向规划一条直线路径；
步骤三，AGV沿着路径行走，系统利用可见光通信定位判断AGV的位置状态是否偏离路径，并针对偏离情况调整控制输入使其回到路径上，不断追踪路径直至找到下一个二维码标签；对底部高速摄像头新获取到的二维码标签分析判断，获取下一步移动方向和当前位置坐标，规划出新的直线路径；
步骤四，重复步骤三的操作，直至AGV移动到终点所在的二维码标签上。
优选的，所述步骤一中的二维码标签每个标签含有4个不同的QR二维码。
优选的，所述步骤二、步骤三中采用的可见光通信定位技术，采用LED作为可见光信号发射器，所使用的LED控制信号为时分复用的时隙方波信号，其占空比由LED的个数决定，可以使不同的LED在不同的时刻发送光信号，以相互区分。
具体的，LED的个数至少为3个。
优选的，所述步骤二、步骤三中采用的可见光通信定位技术是通过RSS三角定位算法获取AGV所在的位置信息。
具体的，通过RSS三角定位算法获取AGV所在的位置信息具体为：
求出LED发出的光到可见光接收器的信道增益为：
其中，是各个LED与可见光接收器之间的辐射角度，d表示各个LED和可见光接收器之间的距离，A表示可见光接收器的有效面积，θ表示各个LED发出的光射到可见光接收器接受面时的角度。变量 表示各个LED的半功率角；
LED发出的光信号在传输过程中会出现损耗，各个LED发射到达可见光接收器的光强度P为各个LED的发光功率与信道增益的乘积：
其中P0为提前测量得到的各个LED发光功率，h表示可见光接收器与各个LED的垂直距离；则各个LED与AGV上可见光接收器的距离为：
则各个LED与AGV上可见光接收器在水平面上投影的距离为：
若有3个LED，3个LED与AGV上可见光接收器在水平面上投影的距离可分别标记为rA、rB、rC；然后通过RSS三角定位算法获取AGV所在的位置(x,y)：以三个LED在水平面上的投影中心如(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)为圆心，建立三圆相交的关系式：
由此可得AGV所在的位置(x，y)。
优选的，所述步骤二中对AGV正对方向的获取是通过使AGV在起点上前后短距离移动产生的坐标变化计算得出。
具体的，首先建立室内空间坐标系(x，y)，AGV一开始处于起点位置上，通过可见光通信定位获得在起点的位置坐标为(x0，y0)，使AGV在起点上前后短距离移动，得到变化的坐标计算得起点上AGV在室内空间坐标系(x，y)中的角度为：
通过分析二维码标签图像得出起点上二维码标签指示方向与AGV小车方向的偏差角θ0，可得到下一步跟踪的路径为(x0+k cos(α+θ0)，y0+k sin(α+θ0))，其中k为任意正数。
优选的，所述步骤二、步骤三中对二维码标签图像的分析包括：
AGV小车行走到二维码标签正上方后，利用底部高速摄像头拍摄二维码标签图像，二维码标签的方向与AGV小车的方向会有偏差，通过二维码识别技术将4个不同的二维码区分开来，利用二维码的位置探测图像的图像坐标算出4个二维码的中心坐标(u1，v1)，(u2，v2)，(u3，v3)，(u4，v4)；根据下式求出二维码标签的指示方向与AGV小车的方向的偏差角：
一种基于上述方法的室内AGV导航系统，包括：传送特定光信息的LED、安装于AGV顶部的可见光接收器、含有方向信息的二维码标签、安装于AGV底部的高速摄像头和导航CPU模块；
可见光接收器、高速摄像头通过电气连接与导航CPU模块相连，由导航CPU模块控制。导航CPU模块连接AGV的运动控制CPU，并传送位置信息和航向信息。运动控制CPU根据位置信息和航向信息调整AGV运行状态。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明将二维码识别技术与可见光通信技术的RSS定位方法结合到AGV小车导航定位方法中，避免了单纯使用二维码导航时AGV小车在距离过长的两个二维码间移动因缺乏定位信息而偏离方向的问题，提供了一种成本较低、精确度高的AGV小车导航定位方法。
附图说明
图1为实施例所使用的二维码标签样式。
图2为在AGV上安装可见光接收器和底部高速摄像头的简单示意图。
图3为二维码标签的方向与AGV小车的方向偏差角的分析示意图。
图4为AGV依次根据二维码标签指示方向规划出多个互相连接的直线路径绕开障碍的示意图。
图5为AGV偏离路径时调整控制输入回到路径的示意图。
图6为系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种基于二维码导引与可见光定位的室内AGV导航方法及系统，系统包括：传送特定光信息的LED、安装于AGV顶部的可见光接收器、含有方向信息的二维码标签、安装于AGV底部的高速摄像头和导航CPU模块；
可见光接收器、高速摄像头通过电气连接与导航CPU模块相连，由导航CPU模块控制。导航CPU模块连接AGV的运动控制CPU，并传送位置信息和航向信息。运动控制CPU根据位置信息和航向信息调整AGV运行状态。
实现方法具体包括：
步骤一，在室内天花板适当的地方安装3～4个传送特定光信息的LED。在AGV的移动路径节点的地板上贴上二维码标签，其中每一个二维码标签所提示的方向必须指向下一个二维码标签。
步骤二，建立室内空间坐标系(x,y)，系统在起点处利用可见光通信定位技术记录当前的位置坐标及AGV正对方向，应用二维码识别技术分析用底部高速摄像头获取的起点处的二维码标签图像，判断出下一个二维码标签的所在方向，根据获取的方向规划一条直线路径。
步骤三，AGV沿着路径行走，系统利用可见光通信定位判断AGV的位置状态是否偏离路径，并针对偏离情况调整控制输入使其回到路径上，不断追踪路径直至找到下一个二维码标签；导航CPU模块对底部高速摄像头新获取到的二维码标签分析判断，获取下一步移动方向和当前位置坐标，规划出新的直线路径。
步骤四，重复步骤三的操作，直至AGV移动到终点所在的二维码标签上。
所述步骤一中的二维码标签每个标签含有4个不同的QR二维码，如图1所示。
所述步骤二、步骤三中采用的可见光通信定位技术，采用LED作为可见光信号发射器，所使用的LED控制信号为时分复用的时隙方波信号，其占空比由LED的个数(至少3个)决定，可以使不同的LED在不同的时刻发送光信号，以相互区分。
所述步骤二、步骤三中采用的可见光通信定位技术是通过RSS三角定位算法获取AGV所在的位置信息。具体方法是：求出LED发出的光到可见光接收器的信道增益为：
其中，是各个LED与可见光接收器之间的辐射角度，d表示各个LED和可见光接收器之间的距离，A表示可见光接收器的有效面积，θ表示各个LED发出的光射到可见光接收器接受面时的角度。变量 表示各个LED的半功率角；
LED发出的光信号在传输过程中会出现损耗，各个LED发射到达可见光接收器的光强度P为各个LED的发光功率与信道增益的乘积：
其中P0为提前测量得到的各个LED发光功率，h表示可见光接收器与各个LED的垂直距离；则各个LED与AGV上可见光接收器的距离为：
则各个LED与AGV上可见光接收器在水平面上投影的距离为：
若有3个LED，3个LED与AGV上可见光接收器在水平面上投影的距离可分别标记为rA、rB、rC。然后通过RSS三角定位算法获取AGV所在的位置(x,y)：以三个LED在水平面上的投影中心如(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)为圆心，建立三圆相交的关系式：
由此可得AGV所在的位置(x,y)。
所述步骤二中对AGV正对方向的获取是通过使AGV在起点上前后短距离移动产生的坐标变化计算得出。
所述步骤二、步骤三中对二维码标签图像的分析包括：
AGV小车行走到二维码标签正上方后，利用底部高速摄像头拍摄二维码标签图像，二维码标签的方向与AGV小车的方向会有偏差，图1是其中一个例子。通过二维码识别技术将4个不同的二维码区分开来，利用二维码的位置探测图像的图像坐标算出4个二维码的中心坐标(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),(u4,v4)，如图3所示。根据下式求出二维码标签的指示方向与AGV小车的方向的偏差角。
实施例2
本实施例所使用的二维码标签如图1所示，标签由4个包含不同数字信息的QR二维码合并组成，例如1、2、3、4。在对二维码标签图像进行分析时，是通过图2所示的底部高速摄像头获取二维码标签图像，识别出各个二维码包含的数字信息，并通过对各个二维码的位置探测图形的坐标进行计算得出各个二维码中心点坐标(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),(u4,v4)，再算出二维码标签指示方向与AGV小车方向的偏差角θ，如图3所示。
下面以图4的情况具体对本方法进行详细讲解。
首先建立室内空间坐标系(x,y)，AGV一开始处于起点位置上，通过可见光通信定位获得在起点的位置坐标为(x0,y0)，使AGV在起点上前后短距离移动，得到变化的坐标计算得起点上AGV在室内空间坐标系(x,y)中的角度为：
通过分析二维码标签图像得出起点上二维码标签指示方向与AGV小车方向的偏差角θ0，可得到下一步跟踪的路径为(x0+k cos(α+θ0)，y0+k sin(α+θ0))，其中k为任意正数。
AGV沿着路径行走，系统利用可见光通信定位判断AGV的位置状态是否偏离路径，并针对偏离情况调整控制输入使其回到路径上，例如图5所示，在(x0,y0)到(x1,y1)的路径上，AGV前进时产生偏离，利用可见光通信定位得到偏离距离d和偏离角度θe，此时要调整控制输入使AGV回到路径上。
AGV跟踪这条直线路径直至发现处于这一条路径上的二维码标签，即相对于起点的下一个二维码标签。通过可见光通信定位获得当前位置坐标为(x1,y1)，分析二维码标签图像获得新的偏差角θ1，根据当前位置坐标和新的偏差角规划出新的路径(x1+k cos(α+θ0+θ1)，y1+k cos(α+θ0+θ1))，并进行跟踪。不断重复这一过程，依次得到(x2，y2)、θ2、(x3，y3)、θ3和新的路径，AGV沿着路径移动直至找到在终点处的包含停止信息的二维码标签。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于二维码导引与可见光定位的室内AGV导航方法，其特征在于，包括：
步骤一，在室内天花板安装多个传送特定光信息的LED，在AGV的移动路径节点的地板上贴上二维码标签，其中每一个二维码标签所提示的方向必须指向下一个二维码标签；
步骤二，建立室内空间坐标系(x,y)，系统在起点处利用可见光通信定位技术记录当前的位置坐标及AGV正对方向，应用二维码识别技术分析用底部高速摄像头获取的起点处的二维码标签图像，判断出下一个二维码标签的所在方向，根据获取的方向规划一条直线路径；
步骤三，AGV沿着路径行走，系统利用可见光通信定位判断AGV的位置状态是否偏离路径，并针对偏离情况调整控制输入使其回到路径上，不断追踪路径直至找到下一个二维码标签；对底部高速摄像头新获取到的二维码标签分析判断，获取下一步移动方向和当前位置坐标，规划出新的直线路径；
步骤四，重复步骤三的操作，直至AGV移动到终点所在的二维码标签上。
2.根据权利要求1所述的室内AGV导航方法，其特征在于，所述步骤一中的二维码标签每个标签含有4个不同的QR二维码。
3.根据权利要求1所述的室内AGV导航方法，其特征在于，所述步骤二、步骤三中采用的可见光通信定位技术，采用LED作为可见光信号发射器，所使用的LED控制信号为时分复用的时隙方波信号，其占空比由LED的个数决定，可以使不同的LED在不同的时刻发送光信号，以相互区分。
4.根据权利要求1所述的室内AGV导航方法，其特征在于，所述步骤二、步骤三中采用的可见光通信定位技术是通过RSS三角定位算法获取AGV所在的位置信息。
5.根据权利要求4所述的室内AGV导航方法，其特征在于，通过RSS三角定位算法获取AGV所在的位置信息具体为：
求出LED发出的光到可见光接收器的信道增益为：
其中，是各个LED与可见光接收器之间的辐射角度，d表示各个LED和可见光接收器之间的距离，A表示可见光接收器的有效面积，θ表示各个LED发出的光射到可见光接收器接受面时的角度；变量 表示各个LED的半功率角；
LED发出的光信号在传输过程中会出现损耗，各个LED发射到达可见光接收器的光强度P为各个LED的发光功率与信道增益的乘积：
其中P0为提前测量得到的各个LED发光功率，h表示可见光接收器与各个LED的垂直距离；则各个LED与AGV上可见光接收器的距离为：
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由此可得AGV所在的位置(x,y)。
6.根据权利要求1所述的室内AGV导航方法，其特征在于，所述步骤二中对AGV正对方向的获取是通过使AGV在起点上前后短距离移动产生的坐标变化计算得出。
7.根据权利要求6所述的室内AGV导航方法，其特征在于，对AGV正对方向的获取包括：首先建立室内空间坐标系(x,y)，AGV一开始处于起点位置上，通过可见光通信定位获得在起点的位置坐标为(x0,y0)，使AGV在起点上前后短距离移动，得到变化的坐标计算得起点上AGV在室内空间坐标系(x,y)中的角度为：
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通过分析二维码标签图像得出起点上二维码标签指示方向与AGV小车方向的偏差角θ0，可得到下一步跟踪的路径为(x0+kcos(α+θ0),y0+ksin(α+θ0))，其中k为任意正数。
8.根据权利要求2所述的室内AGV导航方法，其特征在于，所述步骤二、步骤三中对二维码标签图像的分析包括：
AGV小车行走到二维码标签正上方后，利用底部高速摄像头拍摄二维码标签图像，二维码标签的方向与AGV小车的方向会有偏差，通过二维码识别技术将4个不同的二维码区分开来，利用二维码的位置探测图像的图像坐标算出4个二维码的中心坐标(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),(u4,v4)；根据下式求出二维码标签的指示方向与AGV小车的方向的偏差角：
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9.基于权利要求1所述方法的室内AGV导航系统，其特征在于，包括：传送特定光信息的LED、安装于AGV顶部的可见光接收器、含有方向信息的二维码标签、安装于AGV底部的高速摄像头和导航CPU模块；
可见光接收器、高速摄像头通过电气连接与导航CPU模块相连，由导航CPU模块控制；导航CPU模块连接AGV的运动控制CPU，并传送位置信息和航向信息；运动控制CPU根据位置信息和航向信息调整AGV运行状态。
10.根据权利要求9所述的室内AGV导航系统，其特征在于，LED的个数至少为3个。
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108646750A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-12 | 杭州电子科技大学 | 基于uwb非基站便捷式工厂agv跟随方法 |
| CN109002046A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-14 | 中国石油大学(北京) | 一种移动机器人导航系统及导航方法 |
| CN109035474A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-18 | 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 | 基于二维码的巡检方法和系统 |
| CN109100738A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-12-28 | 武汉理工大学 | 一种基于多传感器信息融合的可靠定位系统及方法 |
| CN109341687A (zh) * | 2018-06-01 | 2019-02-15 | 上海大学 | 一种基于手机任意水平朝向角度的单led可见光通信室内定位方法 |
| CN109550697A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-04-02 | 东莞市迪文数字技术有限公司 | 一种agv智能分拣系统及其流程方法 |
| CN110660107A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-01-07 | 贝壳技术有限公司 | 平面标定板、标定数据采集方法及系统 |
| CN110873861A (zh) * | 2018-09-03 | 2020-03-10 | 中国移动通信集团设计院有限公司 | 一种室内导航方法及装置 |
| CN110989596A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 上海高仙自动化科技发展有限公司 | 对桩控制方法、装置、智能机器人及存储介质 |
| CN111208828A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-05-29 | 冯健 | 一种新型agv二维码导航系统及其应用 |
| CN111710108A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-25 | 东方通信股份有限公司 | 一种银行介质业务自助集中处理装置 |
| CN111897320A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-06 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 一种井下无人驾驶运料车控制系统 |
| CN112363495A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-12 | 华南农业大学 | 一种畜禽养殖场巡检机器人的导航方法 |
| CN112686070A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-20 | 浙江工业大学 | 一种基于改进二维码的agv定位及导航方法 |
| CN113183141A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-07-30 | 乐聚(深圳)机器人技术有限公司 | 双足机器人的行走控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN113689096A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-23 | 深圳市佳康捷科技有限公司 | 全二维码实时定位的仓储分拣方法及系统 |
| CN114137958A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-03-04 | 珠海格力智能装备有限公司 | 二维码导航维护方法及系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735235A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-10-17 | 无锡普智联科高新技术有限公司 | 基于二维码的室内移动机器人定位系统和方法 |
| CN103294059A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-11 | 无锡普智联科高新技术有限公司 | 基于混合导航带的移动机器人定位系统及其方法 |
| CN103345247A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-10-09 | 无锡普智联科高新技术有限公司 | 用于校正贴码误差的移动机器人定位方法 |
| CN104991228A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-10-21 | 北京理工大学 | 基于可见光信号强度的三维空间室内定位方法 |
| CN106444766A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-02-22 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | Agv 运输车及其控制方法 |
| CN106527432A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-22 | 浙江大学 | 基于模糊算法和二维码自矫正的室内移动机器人协作系统 |
| CN106969766A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-07-21 | 北京品创智能科技有限公司 | 一种基于单目视觉和二维码路标的室内自主导航方法 |
-
2017
- 2017-12-14 CN CN201711340374.8A patent/CN107943051A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735235A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-10-17 | 无锡普智联科高新技术有限公司 | 基于二维码的室内移动机器人定位系统和方法 |
| CN103294059A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-11 | 无锡普智联科高新技术有限公司 | 基于混合导航带的移动机器人定位系统及其方法 |
| CN103345247A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-10-09 | 无锡普智联科高新技术有限公司 | 用于校正贴码误差的移动机器人定位方法 |
| CN104991228A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-10-21 | 北京理工大学 | 基于可见光信号强度的三维空间室内定位方法 |
| CN106444766A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-02-22 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | Agv 运输车及其控制方法 |
| CN106527432A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-22 | 浙江大学 | 基于模糊算法和二维码自矫正的室内移动机器人协作系统 |
| CN106969766A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-07-21 | 北京品创智能科技有限公司 | 一种基于单目视觉和二维码路标的室内自主导航方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 于娟: "基于 QR 二维码技术的 AGV 系统在仓储中的应用设计" * |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109341687A (zh) * | 2018-06-01 | 2019-02-15 | 上海大学 | 一种基于手机任意水平朝向角度的单led可见光通信室内定位方法 |
| CN108646750A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-12 | 杭州电子科技大学 | 基于uwb非基站便捷式工厂agv跟随方法 |
| CN108646750B (zh) * | 2018-06-08 | 2021-05-07 | 杭州电子科技大学 | 基于uwb非基站便捷式工厂agv跟随方法 |
| CN109035474A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-18 | 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 | 基于二维码的巡检方法和系统 |
| CN109100738A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-12-28 | 武汉理工大学 | 一种基于多传感器信息融合的可靠定位系统及方法 |
| CN109100738B (zh) * | 2018-08-20 | 2023-01-03 | 武汉理工大学 | 一种基于多传感器信息融合的可靠定位系统及方法 |
| CN110873861A (zh) * | 2018-09-03 | 2020-03-10 | 中国移动通信集团设计院有限公司 | 一种室内导航方法及装置 |
| CN109002046A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-14 | 中国石油大学(北京) | 一种移动机器人导航系统及导航方法 |
| CN109002046B (zh) * | 2018-09-21 | 2020-07-10 | 中国石油大学(北京) | 一种移动机器人导航系统及导航方法 |
| CN109550697A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-04-02 | 东莞市迪文数字技术有限公司 | 一种agv智能分拣系统及其流程方法 |
| CN110660107A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-01-07 | 贝壳技术有限公司 | 平面标定板、标定数据采集方法及系统 |
| CN110989596B (zh) * | 2019-12-04 | 2023-06-06 | 上海高仙自动化科技发展有限公司 | 对桩控制方法、装置、智能机器人及存储介质 |
| CN110989596A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 上海高仙自动化科技发展有限公司 | 对桩控制方法、装置、智能机器人及存储介质 |
| CN111208828A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-05-29 | 冯健 | 一种新型agv二维码导航系统及其应用 |
| CN111208828B (zh) * | 2020-02-20 | 2021-07-06 | 苏州亿尔奇信息科技有限公司 | 一种新型agv二维码导航系统及其应用 |
| CN111710108A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-25 | 东方通信股份有限公司 | 一种银行介质业务自助集中处理装置 |
| CN111897320A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-06 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 一种井下无人驾驶运料车控制系统 |
| CN112363495A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-12 | 华南农业大学 | 一种畜禽养殖场巡检机器人的导航方法 |
| CN112686070A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-20 | 浙江工业大学 | 一种基于改进二维码的agv定位及导航方法 |
| CN113183141A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-07-30 | 乐聚(深圳)机器人技术有限公司 | 双足机器人的行走控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN113689096A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-23 | 深圳市佳康捷科技有限公司 | 全二维码实时定位的仓储分拣方法及系统 |
| CN113689096B (zh) * | 2021-08-11 | 2024-02-27 | 深圳市佳康捷科技有限公司 | 全二维码实时定位的仓储分拣方法及系统 |
| CN114137958A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-03-04 | 珠海格力智能装备有限公司 | 二维码导航维护方法及系统 |
| CN114137958B (zh) * | 2021-11-01 | 2024-02-06 | 珠海格力智能装备有限公司 | 二维码导航维护方法及系统 |
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