CN109798894B - 一种多区域跨楼层的agv定位方法、存储装置及agv定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多区域跨楼层的AGV定位方法、存储装置及AGV定位系统，包括中控中心和AGV，AGV上设有车载导航模块，所述车载导航模块包括激光导航传感器，中控中心控制AGV工作，其中，本发明通过对整个应用场景合理地分层分区，将基于反光板定位的传统激光导航AGV拓展至多区域跨楼层的环境下使用，大大降低了反光板的布置难度，解决了传统激光导航AGV难以应用于重合度较高的多区域跨楼层环境的问题。

Description

一种多区域跨楼层的AGV定位方法、存储装置及AGV定位系统

技术领域

本发明涉及AGV定位技术领域，主要涉及一种多区域跨楼层的AGV定位方法、储存装置和AGV定位系统。

背景技术

近年来，随着智能工厂与智慧物流等新兴产业的快速发展，采用基于反光板的激光导航AGV已在众多行业得到广泛使用。基于反光板的激光导航AGV是通过将激光传感器扫描到的反光板，与系统中所储存的已标定的反光板进行匹配，从而实现精确定位。

目前，激光导航AGV在使用过程中，为确保在任意位置开机都能初始化定位成功，布置反光板时要求在整个路线区域内，任意两个局部区域内的反光板都不能出现完全相似的布局。但是，当AGV的作业范围较大，需要在多个厂区或多栋楼间穿梭，或者需要搭乘电梯在不同楼层间运行时，此时由于反光板的布置数量较多，且每层楼或每个厂区之间的布置环境重合度较高，故而很难保证所布置的反光板在任意两个不同的位置都不会出现布局类似的情况，由此导致仅仅依靠传统的基于反光板的定位方法很难满足这种多区域跨楼层的应用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可降低反光板布置难度、可适应多楼层且定位准确的多区域跨楼层的AGV定位方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多区域跨楼层的AGV定位方法，包括中控中心和AGV，AGV上设有车载导航模块，所述车载导航模块包括激光导航传感器，中控中心控制AGV工作，该定位方法包括以下步骤：

a.在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP；

b.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为A区、B区等若干二维区域；

c.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为1A、1B、2A、2B等若干三维区域；

d.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP；

e.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位。

与现有技术相比，本发明通过对整个应用场景合理地分层分区，将基于反光板定位的传统激光导航AGV拓展至多区域跨楼层的环境下使用，大大降低了反光板的布置难度，解决了传统激光导航AGV难以应用于重合度较高的多区域跨楼层环境的问题。

优选的，所述AGV上设有气压传感模块，所述中控中心设有置信区间模块，所述气压传感模块与所述中控中心通讯，所述气压传感模块用于检测AGV当前高度，所述中控中心根据所述置信区间模块和当前AGV的高度，判定所述AGV所处楼层；若由于气候、温度等外界因素干扰造成气压传感器模块的某次测量误差较大，测量结果不匹配于任何一个楼层，则此时将wifi终端与AP连接所定位的楼层作为AGV所在楼层。

进一步的，为了尽可能减小传感器测量误差的干扰，所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间，并将该置信区间作为是否位于当前楼层的判断依据，依照上述步骤确定出每一层楼的高度值置信区间；若气压传感器模块的测量高度值隶属于某一置信区间内，则判定AGV 位于该置信区间所对应的楼层。

优选的，步骤d中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内，具体的，根据所在区域不同，对反光板进行分组，将所有位于1A区域的反光板归为组0，所有位于1B区域的反光板归为组1，所有位于2A区域的反光板归为组2，所有位于2B区域的反光板归为组3……，位于两个相邻区域重叠部分内的反光板则有助于AGV在进行区域切换时平滑过渡，以确保AGV始终保持定位精确。

优选的，还包括步骤f，当AGV需要行驶至其他楼层时，所述中控中心根据所述AGV与电梯的通讯记录确认所述AGV所处的当前楼层。

本发明还提供一种存储装置，该存储装置存储多条执行指令，其在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP，所述执行指令用于中控中心加载并执行以下操作：

a.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为A区、B区等若干二维区域；

b.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为1A、1B、2A、2B等若干三维区域；

c.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP，其中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内；

d.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位。

优选的，所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间。

本发明还提供一种AGV定位系统，包括中控中心、AGV和用于存储多条执行指令的存储装置，其在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP，所述执行指令用于中控中心加载并执行以下操作：

a.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为A区、B区等若干二维区域；

b.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为1A、1B、2A、2B等若干三维区域；

c.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP，其中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内；

d.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位。

优选的，所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间。

优选的，当AGV需要行驶至其他楼层时，所述中控中心根据所述AGV与电梯的通讯记录确认所述AGV所处的当前楼层。

附图说明

图1是本发明AGV定位的简单流程图；

图2是本发明AGV初始定位流程图；

图3是本发明AGV连续监测定位示意图；

图4是本发明AGV所在区域是否变化判断示意图；

图5是本发明AGV所在楼层是否变化判断示意图；

图6是本发明反光板分组示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的优选的具体实施方式。

实施例一：

参见图1和图2，一种多区域跨楼层的AGV定位方法，包括中控中心和AGV，AGV上设有车载导航模块，所述车载导航模块包括激光导航传感器，中控中心控制AGV工作，该定位方法包括以下步骤：

a.在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP；

b.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为A区、B区等若干二维区域；

c.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为1A、1B、2A、2B等若干三维区域，其中，1A表示一层A区域，1B表示一层B区域， 2B表示二层B区域等，如下表,

AP编号	所在区域
		AP1、AP2、AP3…	1A
AP4、AP5、AP6…	1B
		AP7、AP8、AP9…	2A
AP10、AP11、AP12…	2B
		……	……

d.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP，其中，对于AP分组，具体的，将所有无线AP的布置位置按所在区域进行分组，如上表，将所有AP设置为同一SSID，并通过无线控制器设置为无缝自动切换，当车载wifi终端在网络覆盖区域内时，无线控制器会根据wifi终端的RSSI值自动分配信号最强的那个AP与之连接，由于RSSI值随距离增大而衰减，且穿过楼层混凝土预制板或水泥墙面时则会衰减更严重，故车载终端所连接的 AP通常是与AGV同一楼层且距离其最近的AP，进而可以根据所连接AP的位置判断出AGV 所在区域；

e.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位，其中定位包括初始定位和连续监测定位，在初始化定位成功后，AGV进入连续监测定位状态，连续监测定位状态下AGV根据所在区域是否变化进行相应的区域切换。若所在区域没变，则激光导航传感器始终只匹配位于当前区域内的反光板，若所在区域发生变化，则激光导航传感器匹配新区域内的反光板。

与现有技术相比，本发明通过对整个应用场景合理地分层分区，将基于反光板定位的传统激光导航AGV拓展至多区域跨楼层的环境下使用，大大降低了反光板的布置难度，解决了传统激光导航AGV难以应用于重合度较高的多区域跨楼层环境的问题。

作为优选方案，所述AGV上设有气压传感模块，所述中控中心设有置信区间模块，所述气压传感模块与所述中控中心通讯，所述气压传感模块用于检测AGV当前高度，所述中控中心根据所述置信区间模块和当前AGV的高度，判定所述AGV所处楼层，具体的，可通过气压传感器输出当前位置相对于海平面的绝对高度进而判断出AGV所在楼层高度，从而得到AGV所在楼层(即海拔高度)，从而得到AGV所在楼层，完成AGV所在区域的定位，因为每层楼的海拔高度不一致，因而可以根据气压传感器模块的测量高度值判断出AGV当前所处楼层，其中，气压传感器模块的测量精度一般≤0.5m，而工厂楼层的平均高度通常≥ 3m，因而正常情况下气压传感器模块的测量结果具有较高的可靠性。

需要说明的是，在本实施例中，优选使用气压传感器来确定AGV的所在楼层，若由于气候、温度等外界因素干扰造成气压传感器模块的某次测量误差较大，测量结果不匹配于任何一个楼层，则此时将wifi终端与AP连接所定位的楼层作为AGV所在楼层。

作为优选方案，为了尽可能减小传感器测量误差的干扰，所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间，并将该置信区间作为是否位于当前楼层的判断依据，依照上述步骤确定出每一层楼的高度值置信区间；若气压传感器模块的测量高度值隶属于某一置信区间内，则判定AGV 位于该置信区间所对应的楼层。

参见图6，作为优选方案，步骤d中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，具体的，根据所在区域不同，对反光板进行分组，将所有位于1A区域的反光板归为组0，所有位于1B区域的反光板归为组1，所有位于2A区域的反光板归为组2，所有位于2B区域的反光板归为组3……，建立如下映射表：

所在区域	对应反光板组别
		1A	0
1B	1
		2A	2
2B	3
		……	……

相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内，位于两个相邻区域重叠部分内的反光板则有助于AGV在进行区域切换时平滑过渡，以确保AGV始终保持定位精确。

参见图3至图5，作为优选方案，还包括步骤f，在AGV进入连续监测定位状态后，当AGV需要行驶至其他楼层时，所述中控中心根据所述AGV与电梯的通讯记录确认所述AGV所处的当前楼层，即AGV在连续监测定位状态下，AGV所在平面区域是否变化依据于车载wifi终端的区域定位结果，AGV所在楼层是否变化则不再依据车载wifi终端或气压传感模块的定位结果，而是依据与应用场景中的电梯通讯时所记录的楼层状态，当AGV需要去其它楼层时，总是先与电梯进行通讯，后搭乘电梯前往目的楼层，电梯所到达的目的楼层即为AGV 新的所在楼层，直到下一次AGV搭乘电梯去往其它楼层之前，AGV的所在楼层都不会发生变化，此外，AGV在连续监测定位状态下，只有当被关机重启或丢失位置后才会再次重新步骤 e。

实施例二：

一种存储装置，该存储装置存储多条执行指令，其在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP，所述执行指令用于中控中心加载并执行以下操作：

a.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为A区、B区等若干二维区域；

b.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为1A、1B、2A、2B等若干三维区域；

c.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP，其中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内；

d.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位。

作为优选方案，所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间。

实施例三：

一种AGV定位系统，包括中控中心、AGV和用于存储多条执行指令的存储装置，其在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP，所述执行指令用于中控中心加载并执行以下操作：

a.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为A区、B区等若干二维区域；

b.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为1A、1B、2A、2B等若干三维区域；

c.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP，其中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内；

d.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位。

作为优选方案，所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间。

作为优选方案，当AGV需要行驶至其他楼层时，所述中控中心根据所述AGV与电梯的通讯记录确认所述AGV所处的当前楼层，当AGV需要去其它楼层时，总是先与电梯进行通讯，后搭乘电梯前往目的楼层，电梯所到达的目的楼层即为AGV新的所在楼层，直到下一次AGV搭乘电梯去往其它楼层之前，AGV的所在楼层都不会发生变化。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种多区域跨楼层的AGV定位方法，包括中控中心和AGV，AGV上设有车载导航模块，所述车载导航模块包括激光导航传感器，中控中心控制AGV工作，其特征在于：包括以下步骤：

a.在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP；

b.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为若干二维区域；

c.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为若干三维区域；

d.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP；将所有无线AP的布置位置按所在区域进行分组，将所有AP设置为同一SSID，并通过无线控制器设置为无缝自动切换，当车载wifi终端在网络覆盖区域内时，无线控制器会根据wifi终端的RSSI值自动分配信号最强的AP与之连接；

e.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位；其中定位包括初始定位和连续监测定位，在初始化定位成功后，AGV进入连续监测定位状态，连续监测定位状态下AGV根据所在区域是否变化进行相应的区域切换；若所在区域没变，则激光导航传感器始终只匹配位于当前区域内的反光板，若所在区域发生变化，则激光导航传感器匹配新区域内的反光板；

f.当AGV需要行驶至其他楼层时，所述中控中心根据所述AGV与电梯的通讯记录确认所述AGV所处的当前楼层；

其中，AGV在连续监测定位状态下，AGV所在平面区域是否变化依据于车载wifi终端的区域定位结果，AGV所在楼层是否变化则依据与应用场景中的电梯通讯时所记录的楼层状态。

2.根据权利要求1所述的多区域跨楼层的AGV定位方法，其特征在于：所述AGV上设有气压传感模块，所述中控中心设有置信区间模块，所述气压传感模块与所述中控中心通讯，所述气压传感模块用于检测AGV当前高度，所述中控中心根据所述置信区间模块和当前AGV的高度，判定所述AGV所处楼层。

3.根据权利要求2所述的多区域跨楼层的AGV定位方法，其特征在于：所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间。

4.根据权利要求1所述的多区域跨楼层的AGV定位方法，其特征在于：步骤d中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内。

5.一种存储装置，该存储装置存储多条执行指令，其特征在于：在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP，所述执行指令用于中控中心加载并执行以下操作：

a.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分若干二维区域；

b.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为若干三维区域；

c.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP，其中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内；将所有无线AP的布置位置按所在区域进行分组，将所有AP设置为同一SSID，并通过无线控制器设置为无缝自动切换，当车载wifi终端在网络覆盖区域内时，无线控制器会根据wifi终端的RSSI值自动分配信号最强的那个AP与之连接；

d.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位；其中定位包括初始定位和连续监测定位，在初始化定位成功后，AGV进入连续监测定位状态，连续监测定位状态下AGV根据所在区域是否变化进行相应的区域切换；若所在区域没变，则激光导航传感器始终只匹配位于当前区域内的反光板，若所在区域发生变化，则激光导航传感器匹配新区域内的反光板；

e.当AGV需要行驶至其他楼层时，所述中控中心根据所述AGV与电梯的通讯记录确认所述AGV所处的当前楼层；

其中，AGV在连续监测定位状态下，AGV所在平面区域是否变化依据于车载wifi终端的区域定位结果，AGV所在楼层是否变化则依据与应用场景中的电梯通讯时所记录的楼层状态。

6.根据权利要求5所述的存储装置，其特征在于：所述AGV上设有气压传感模块，所述中控中心设有置信区间模块，所述气压传感模块与所述中控中心通讯，所述气压传感模块用于检测AGV当前高度，所述中控中心根据所述置信区间模块和当前AGV的高度，判定所述AGV所处楼层；所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间。

7.一种AGV定位系统，包括中控中心、AGV和用于存储多条执行指令的存储装置，其特征在于：在AGV的作业范围内布置若干反光板和若干个无线AP，所述执行指令用于中控中心加载并执行以下操作：

a.二维分区，将AGV的作业范围依据平面图进行二维区域划分，使其划分为若干二维区域；

b.三维分区，结合楼层和若干个二维区域对AGV的所有作业范围进行三维划分，使其划分为若干三维区域；

c.根据三维分区情况以及反光板和无线AP的布置位置情况，将反光板和无线AP汇编至相对应的三维区域内，形成若干组反光板和若干组无线AP，其中，所述反光板组与所述三维区域形成映射表，相邻的两个区域之间重叠部分的反光板同时汇编至该两个区域内；将所有无线AP的布置位置按所在区域进行分组，将所有AP设置为同一SSID，并通过无线控制器设置为无缝自动切换，当车载wifi终端在网络覆盖区域内时，无线控制器会根据wifi终端的RSSI值自动分配信号最强的那个AP与之连接；

d.AGV根据相应的反光板组和无线AP组实现定位；其中定位包括初始定位和连续监测定位，在初始化定位成功后，AGV进入连续监测定位状态，连续监测定位状态下AGV根据所在区域是否变化进行相应的区域切换；若所在区域没变，则激光导航传感器始终只匹配位于当前区域内的反光板，若所在区域发生变化，则激光导航传感器匹配新区域内的反光板；

e.当AGV需要行驶至其他楼层时，所述中控中心根据所述AGV与电梯的通讯记录确认所述AGV所处的当前楼层；

其中，AGV在连续监测定位状态下，AGV所在平面区域是否变化依据于车载wifi终端的区域定位结果，AGV所在楼层是否变化则依据与应用场景中的电梯通讯时所记录的楼层状态。

8.根据权利要求7所述的AGV定位系统，其特征在于：所述AGV上设有气压传感模块，所述中控中心设有置信区间模块，所述气压传感模块与所述中控中心通讯，所述气压传感模块用于检测AGV当前高度，所述中控中心根据所述置信区间模块和当前AGV的高度，判定所述AGV所处楼层；所述置信区间模块的设定包括如下步骤：

A1.在每层楼的AGV作业区域内使用气压传感器模块进行多点数据采集；

B1.然后对所采集的高度样本值基于正态分布与概率统计理论确定出置信度为95％的置信区间。

Images