CN109871015A - 一种基于激光信标导航系统的智能agv叉车及导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车，属于AGV领域，包括车体，所述车体上安装有车辆控制装置、叉臂、激光角度检测装置和激光信标接收器；还包括设置在地面上的若干个激光信标发射器；所述车辆控制装置与所述激光信标接收器、所述激光角度检测装置电连接；所述叉臂用于叉装物料，所述车辆控制装置用于在所述激光信号接收器、所述激光角度检测装置的指引下控制所述车体沿正确的行进路线前进，所述车辆控制装置还用于控制所述叉臂的动作。本发明不但能够增强导航时的抗环境干扰能力，还能够适用于复杂路径，最大限度的发挥智能AGV叉车的性能。

Description

一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车及导航方法

技术领域

本发明涉及AGV领域，特别涉及一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车及导航方法。

背景技术

随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，移动机器人设备如AGV(AutomaticGuidedVehicle)自动导引车，其作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段，其应用范围和应用规模越来越大；叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。将AGV与叉车结合形成的AGV叉车也随着工业生产的需要出现。

公开号为CN107337152A的中国发明专利申请公布文件中公开了一种智能AGV叉车，包括转向角度传感器、第一齿轮、编码器、转向电机、第二齿轮、从动轮、货叉、电池及控制器柜、RFID读卡器、磁导航传感器、驱动轮、第三齿轮、转向手柄、第四齿轮、驱动电机和主框体，所述主框体前端安装有货叉，货叉前端底部设有从动轮；所述主框体中部设有电池及控制器柜，主框体后端左侧设有RFID读卡器，主框体后端左端面设有磁导航传感器；所述主框体底面后端设有驱动轮；所述电池及控制器柜后方的主框体上设有转向电机，转向电机下端机械连接有第二齿轮，第二齿轮啮合有第三齿轮，转向电机上端设有编码器；所述转向电机右端的主框体上设有驱动电机，驱动电机上端机械连接有第四齿轮，第四齿轮上端设有转向手柄，第四齿轮左端啮合有第一齿轮，第一齿轮上端安装有转向角度传感器；所述电池及控制器柜包括电池、主控制器、中间继电器、声光报警器、电机控制器。

该申请文件中的智能AGV叉车同时具有AGV小车的自动化运输能力，还具有叉装货物的功能。

但是，上述的申请中的智能AGV叉车依然采用的是磁导航技术，这种导航方式存在着易受电磁环境影响的缺点，而且路径难以扩展，不适于复杂路径上使用，这对于智能化的AGV叉车的性能最大化发挥影响较大。

发明内容

针对现有技术存在的智能AGV叉车的导航方式易受环境影响，不利于发挥智能AGV叉车性能的问题，本发明的目的在于提供一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车，包括车体，所述车体上安装有车辆控制装置、叉臂、激光角度检测装置和激光信标接收器；还包括设置在地面上的若干个激光信标发射器；所述车辆控制装置与所述激光信标接收器、所述激光角度检测装置电连接；所述叉臂用于叉装物料，所述车辆控制装置用于在所述激光信号接收器、所述激光角度检测装置的指引下控制所述车体沿正确的行进路线前进，所述车辆控制装置还用于控制所述叉臂的动作。

优选的，所述车体的前部、后部、左侧、右侧均安装有所述激光角度检测装置和所述激光信标接收器。

优选的，所述车辆控制装置包括处理器以及与所述处理器电连接的存储器和方向陀螺仪；所述存储器用于存储所述若干个激光信标发射器的位置信息及其发射的激光束的方向信息，还用于存储所述智能AGV叉车的行进路线；所述方向陀螺仪用于检测所述车体的前进方向；所述处理器用于引导智能AGV车体沿正确的行进路线前进，还用于控制所述叉臂的动作。

本发明还公开了一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法，包括以下步骤：

步骤1、在一个统一坐标系下测量出每个激光信标发射器的位置信息及其发射的激光束的方向信息，并存入所述车辆控制装置；

步骤2、车辆控制装置对智能AGV叉车的行进路线进行分解，确定构成行进路线的各激光信标发射器；

步骤3、车辆控制装置通过所述激光信号接收器、所述激光角度检测装置识别步骤2中的构成行进路线的激光信标发射器；

步骤4、如识别出构成行进路线的激光信标发射器，则车辆控制装置控制车体沿构成行进路线的激光信标发射器指示的方向前进；如未识别出构成行进路线的激光信标发射器，则车辆控制装置控制车体继续前进。

进一步的，在步骤3中，所述车辆控制装置通过记录激光信标接收器接收到的激光束的次数识别构成行进路线的激光信标发射器。

进一步的，在步骤3中，所述车辆控制装置通过激光角度检测装置测量到的激光束的角度识别构成行进路线的激光信标发射器。

进一步的，在步骤4中，所述车辆控制装置通过方向陀螺仪反馈信息与激光角度检测装置测量到的角度数值得出车体的转向角度，并依照所述车体的转向角度控制车体向构成行进路线的激光信标发射器指示的方向前进。

进一步的，在步骤5中，所述车辆控制装置通过保持安装在所述车体前部的激光信标接收器接收到的激光束始终不断、激光角度检测装置检测到的激光束角度始终不变来保持车体继续前进。

采用上述技术方案，由于激光信标的导航技术应用，解决了传统电磁导航技术容易受环境干扰的问题；同时又由于激光角度检测装置的设置，相比传统的只具有激光信标接收器的激光信标导航系统，在引入了能够用于识别激光信标发射器的新元素后，使得车体能够在数量繁多、指向复杂的激光信标发射器中准确的识别出正确的用于导航的一个激光信标发射器，大大提高了智能AGV叉车在复杂路径中的导航准确性，提高了系统综合效率。

附图说明

图1为本发明中一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的结构示意图；

图2为本发明中一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法的流程图。

图中:1-车体、2-车辆控制装置、21-处理器、22-存储器、23-方向陀螺仪、3-叉臂、4-激光角度检测装置、5-激光信标接收器、6-激光信标发射器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车，包括车体1，车体1上安装有车辆控制装置2、叉臂3、激光角度检测装置4和激光信标接收器5；还包括设置在地面上的若干个激光信标发射器6；车辆控制装置2与激光信标接收器5、激光角度检测装置4电连接；车辆控制装置2包括处理器21以及与处理器21电连接的存储器22和方向陀螺仪23；存储器22用于存储若干个激光信标发射器6的位置信息及其发射的激光束的方向信息，还用于存储智能AGV叉车的行进路线；方向陀螺仪23用于检测车体1的前进方向，并在车体1转向时提供反馈信息；处理器21用于在激光信号接收器5、激光角度检测装置4的指引下控制车体1沿正确的行进路线前进，处理器21还用于控制叉臂3的动作。

本实施例中，车体1的前部、后部、左侧、右侧均安装有激光角度检测装置4和激光信标接收器5。

本发明还公开了一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤1、在一个统一坐标系下测量出每个激光信标发射器6的位置信息及其发射的激光束的方向信息，并存入车辆控制装置2的存储器22中；

步骤2、车辆控制装置2对智能AGV叉车的行进路线进行分解，确定构成行进路线的各激光信标发射器6；

步骤3、车辆控制装置2通过激光信号接收器5、激光角度检测装置4识别步骤2中的构成行进路线的激光信标发射器6；

步骤4、如识别出构成行进路线的激光信标发射器6，则车辆控制装置2控制车体1沿构成行进路线的激光信标发射器6指示的方向前进；如未识别出构成行进路线的激光信标发射器6，则车辆控制装置2控制车体1继续前进。

在步骤3中，车辆控制装置2通过记录激光信标接收器5接收到的激光束的次数识别构成行进路线的激光信标发射器6。

在步骤3中，车辆控制装置2通过激光角度检测装置4测量到的激光束的角度识别构成行进路线的激光信标发射器6。

在步骤4中，车辆控制装置2通过方向陀螺仪23反馈信息与激光角度检测装置4测量到的角度数值得出车体1的转向角度，并依照车体1的转向角度控制车体1向构成行进路线的激光信标发射器6指示的方向前进。

在步骤5中，车辆控制装置2通过保持安装在车体1前部的激光信标接收器5接收到的激光束始终不断、激光角度检测装置4检测到的激光束角度始终不变来保持车体1继续前进。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于激光信标导航系统的智能AGV叉车，包括车体，其特征在于：所述车体上安装有车辆控制装置、叉臂、激光角度检测装置和激光信标接收器；还包括设置在地面上的若干个激光信标发射器；所述车辆控制装置与所述激光信标接收器、所述激光角度检测装置电连接；所述叉臂用于叉装物料，所述车辆控制装置用于在所述激光信号接收器、所述激光角度检测装置的指引下控制所述车体沿正确的行进路线前进，所述车辆控制装置还用于控制所述叉臂的动作。

2.根据权利要求1所述的基于激光信标导航系统的智能AGV叉车，其特征在于：所述车体的前部、后部、左侧、右侧均安装有所述激光角度检测装置和所述激光信标接收器。

3.根据权利要求1所述的基于激光信标导航系统的智能AGV叉车，其特征在于：所述车辆控制装置包括处理器以及与所述处理器电连接的存储器和方向陀螺仪；所述存储器用于存储所述若干个激光信标发射器的位置信息及其发射的激光束的方向信息，还用于存储所述智能AGV叉车的行进路线；所述方向陀螺仪用于检测所述车体的前进方向；所述处理器用于引导智能AGV车体沿正确的行进路线前进，还用于控制所述叉臂的动作。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在一个统一坐标系下测量出每个激光信标发射器的位置信息及其发射的激光束的方向信息，并存入所述车辆控制装置；

步骤2、车辆控制装置对智能AGV叉车的行进路线进行分解，确定构成行进路线的各激光信标发射器；

步骤3、车辆控制装置通过所述激光信号接收器、所述激光角度检测装置识别步骤2中的构成行进路线的激光信标发射器；

步骤4、如识别出构成行进路线的激光信标发射器，则车辆控制装置控制车体沿构成行进路线的激光信标发射器指示的方向前进；如未识别出构成行进路线的激光信标发射器，则车辆控制装置控制车体继续前进。

5.根据权利要求4所述的基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法，其特征在于：在步骤3中，所述车辆控制装置通过记录激光信标接收器接收到的激光束的次数识别构成行进路线的激光信标发射器。

6.根据权利要求4所述的基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法，其特征在于：在步骤3中，所述车辆控制装置通过激光角度检测装置测量到的激光束的角度识别构成行进路线的激光信标发射器。

7.根据权利要求6所述的基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法，其特征在于：在步骤4中，所述车辆控制装置通过方向陀螺仪反馈信息与激光角度检测装置测量到的角度数值得出车体的转向角度，并依照所述车体的转向角度控制车体向构成行进路线的激光信标发射器指示的方向前进。

8.根据权利要求4所述的基于激光信标导航系统的智能AGV叉车的导航方法，其特征在于：在步骤5中，所述车辆控制装置通过保持安装在所述车体前部的激光信标接收器接收到的激光束始终不断、激光角度检测装置检测到的激光束角度始终不变来保持车体继续前进。