CN110471430A - 一种agv局部高精度定位导航装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AGV局部高精度定位导航装置，包括信号基站、定位模块、终端控制系统、AGV小车；所述定位模块包括激光定位传感器、UWB接收装置、惯导模块和激光雷达模块处理器；所述定位模块安装在AGV小车上方；所述激光定位基站发射激光，定位模块接收并处理激光信息；所述UWB定位基站发射脉冲信号，由UWB收发装置接收并发送给定位模块，从而实现AGV运动闭环控制。

Description

一种AGV局部高精度定位导航装置
技术领域
本发明描述了一种AGV局部高精度定位导航装置。
背景技术
随着科技的不断进步，工业自动化程度也越来越高，AGV搬运机器人的运用也越发的普遍，同时带来的各种需求也越来越多，在一些特殊场合对于AGV的能够精准运动的要求越来越高。
目前AGV大多采用坐标导航、磁导航、视觉导航、激光导航、光学导航、图片识别导航。坐标导航虽可以实现路径修改，可靠性高但是其测量安装复杂，工作量大，精度低。磁导航需要铺设磁条或埋金属线来进行导航，改变或扩充路径很麻烦，不利于柔性化生产。视觉导航成本高昂不适用于中小型企业。激光和光学导航对场地环境的要求也比较高，同时也会产生不同程度的光污染，有一定的弊端存在。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种AGV局部高精度定位导航装置。
本发明技术装置如下：
一种AGV局部高精度定位导航装置，包括AGV小车、信号基站、定位模块和终端控制系统；
所述AGV小车包括无线数字传输模块，可通过终端控制系统进行控制；
所述信号基站包括激光定位基站和UWB定位基站，放置于AGV小车路线附近。
所述激光定位基站包括激光发射部件和编码控制器，激光发射部件可发射面激光，编码控制器可对激光发射部件进行编码，可编入角度和激光发射部件序号；
所述定位模块包括激光定位传感器、惯导模块，激光雷达模块、UWB接收装置和处理器，安装在AGV小车上。
所述定位模块包括定位激光传感器、UWB接收装置、惯导模块，激光雷达模块和处理器。
情况1：当小范围定位时，所述定位传感器接收激光定位基站发出的激光，处理器通过识别所接收激光，根据激光编码信息计算出定位模块相对于激光定位装置的三维坐标，并将数据通过无线传输给终端控制系统。
情况2：当大范围定位时，所述UWB定位基站发射脉冲信号，定位模块内部的UWB收发装置计算脉冲信号在UWB定位基站与定位模块之间传输过程的飞行时间与飞行速度，同时结合多个UWB定位基站的坐标位置来计算定位模块位置，得出UWB定位坐标系。
所述惯导模块包括陀螺仪和加速度计，利用加速度计测量载体在惯性参考系的加速度，根据陀螺的输出建立导航坐标系，经过积分运算获得载体在导航坐标系中的速度和位置，达到导航定位的目的。
所述激光雷达模块包括激光发射装置和信号接收装置，发射装置发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。
当进行大范围定位时，惯导模块，激光雷达模块、UWB接收装置可单独使用，也可三种同时或任意两种同时使用。
附图说明
图1是本发明的结构图。
具体实施方式
一种AGV局部高精度定位导航装置，包括AGV小车、激光定位基站、定位模块、终端控制系统、UWB定位基站；所述激光定位基站可发射激光面，所述UWB定位基站可发射脉冲，安装在AGV小车周围，数量可根据现场实际情况来放置。所述定位模块装于AGV小车上方。
AGV小车包括小车本体与无线数字传输模块；所述无线数字传输模块连接终端控制系统，可实现远程控制更改小车的起点和终点。
当需要小范围精准定位时，通过激光定位基站发射的激光，每个定位传感器可以获得相对于激光发射定位基站的角度，再根据定位模块定位辅助模各个定位传感器之间的位置关系，可以解算出各个定位传感器相对于激光定位基站坐标系的精确空间位置，从而得出定位模块的精确位置和姿态。
当AGV大范围运行时，使用UWB定位技术或惯性导航技术或激光雷达技术，也可以是任意两种技术的融合或三种技术的融合，来获得AGV的位置坐标（指X,Y平面坐标），对AGV大范围移动定位导航。定位模块获得AGV的精确位置（指X,Y平面坐标）并获得AGV的姿态（指AGV的偏航），终端控制系统获得AGV的精确位置和姿态实现对AGV的闭环控制。
可通过终端控制系统重新设置AGV小车起点和终点坐标，终端控制系统会根据AGV数量与任务方式合理分配AGV的运行路线与AGV的运行速度，从而提高工作效率的。

Claims (4)

1.一种AGV局部高精度定位导航装置，其特征在于：包括AGV小车、信号基站、定位模块和终端控制系统；
所述AGV小车带无线数字传输模块，可通过终端控制系统进行控制；
所述信号基站包括激光定位基站和UWB定位基站，放置于AGV小车路线附近。
2.所述激光定位基站包括激光发射部件和编码控制器，所述激光发射部件可发射面激光，所述编码控制器可对激光发射部件进行编码，可编入角度和激光发射部件序号。
3.根据权利要求1所述的一种AGV局部高精度定位导航装置，其特征在于：所述定位模块包括定位激光传感器、UWB接收装置、惯导模块，激光雷达模块和处理器；
情况1：当小范围定位时，所述定位传感器接收激光定位基站发出的激光，处理器通过识别所接收激光，根据激光编码信息计算出定位模块相对于激光定位装置的三维坐标，并将数据通过无线传输给终端控制系统；
情况2：当大范围定位时，所述UWB定位基站发射脉冲信号，定位模块内部的UWB收发装置计算脉冲信号在UWB定位基站与定位模块之间传输过程的飞行时间与飞行速度，同时结合多个UWB定位基站的坐标位置来计算定位模块位置，得出UWB定位坐标系；
所述惯导模块包括陀螺仪和加速度计，所述加速度计测量载体在惯性参考系的加速度，根据陀螺仪的输出建立导航坐标系，经过积分运算获得载体在导航坐标系中的速度和位置，达到导航定位的目的；
所述激光雷达模块包括激光发射装置和信号接收装置，所述发射装置发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光定位的低成本高精度三维定位AGV导航装置，其特征在于：所述终端控制系统可以控制AGV小车的无线数字传输模块从而对小车进行起点或终点的设定。
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