CN110568846A - 一种agv的智能导航方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种AGV的智能导航方法及系统，首先获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；进而实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；接着根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径，并从所述可选路径中选取最短运行路径，从而控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标，本发明能够有效提高AGV的自主性及灵活性，从而实现最短路径运行。

Description

一种AGV的智能导航方法及系统
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种AGV的智能导航方法及系统。
背景技术
近年来，AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)路径规划己经成为自动控制、计算机和人工智能等领域的一个研究热点，路径规划是移动机器人导航技术中不可缺少的重要组成部分，它要求机器人根据给予的指令及环境信息自主地决定路径，实现任务目标。
现有的AGV全局路径规划需要在已知终点可到达的情况下才能规划出该条路径，在机器人导航过程中如果给机器人发送可到达状态未知的目标点，这时全局路径规划就会失败，导致AGV找不到到达目标点的路径，出现了给机器人发送到达目标点指令，但是机器人没有响应的情况。
鉴于此，如何有效提高AGV的自主性及灵活性，从而实现最短路径运行，成为亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种AGV的智能导航方法及系统，能够有效提高AGV的自主性及灵活性，从而实现最短路径运行。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种AGV的智能导航方法，包括以下步骤：
获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；
实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；
根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径；
从所述可选路径中选取最短运行路径；
控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标。
进一步，所述获取全局地图方法具体为：
采集AGV运行区域的整体图像，识别所述整体图像中的障碍物和运行通道；
将所述整体图像投影为全局地图，标定所述全局地图的坐标系；
识别所述全局地图中的障碍物，将所述障碍物标记为所述全局地图中的障碍区间，将所述运行通道标记为所述全局地图中的可通行区间。
进一步，所述实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标，具体为：
实时获取AGV的初始位置和目标位置，将所述初始位置投影为所述全局地图中的起始坐标，将所述目标位置投影为所述全局地图中的目标坐标。
进一步，根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径，具体为：
依次选取所述AGV在起始坐标所处路径上的运行方向，将能到达目标坐标的运行方向作为可选方向；
获取所述AGV在起始坐标所处的分段路径，所述分段路径朝所述AGV运行方向包含路径分叉节点，所述路径分叉节点至少包含2个分叉路径；
将所述可选方向上的分叉路径作为可选路径。
进一步，所述从所述可选路径中选取最短运行路径，具体为：
以设定步长对各条可选路径进行采样，累加各条可选路径采样的步数，计算得出各条可选路径的总步数，将所述总步数最少的可选路径作为最短运行路径。
一种AGV的智能导航系统，包括：
全局地图获取模块，用于获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；
坐标获取模块，用于实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；
可选路径模块，用于根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径；
最短运行路径选取模块，用于从所述可选路径中选取最短运行路径；
运行控制模块，用于从所述可选路径中选取最短运行路径，控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标。
进一步，所述全局地图获取模块包括：
整体图像生成模块，用于采集AGV运行区域的整体图像，识别所述整体图像中的障碍物和运行通道；
全局地图生成模块，用于将所述整体图像投影为全局地图，标定所述全局地图的坐标系；
全局地图标记模块，用于识别所述全局地图中的障碍物，将所述障碍物标记为所述全局地图中的障碍区间，将所述运行通道标记为所述全局地图中的可通行区间。
进一步，所述坐标获取模块具体用于：
实时获取AGV的初始位置和目标位置，将所述初始位置投影为所述全局地图中的起始坐标，将所述目标位置投影为所述全局地图中的目标坐标。
进一步，所述可选路径模块包括：
可选方向生成模块，用于依次选取所述AGV在起始坐标所处路径上的运行方向，将能到达目标坐标的运行方向作为可选方向；
分段路径获取模块，用于获取所述AGV在起始坐标所处的分段路径，所述分段路径朝所述AGV运行方向包含路径分叉节点，所述路径分叉节点至少包含2个分叉路径；
可选路径选取模块，用于将所述可选方向上的分叉路径作为可选路径。
进一步，所述最短运行路径选取模块具体用于：
以设定步长对各条可选路径进行采样，累加各条可选路径采样的步数，计算得出各条可选路径的总步数，将所述总步数最少的可选路径作为最短运行路径。
本发明的有益效果是：本发明公开一种AGV的智能导航方法及系统，首先获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；进而实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；接着根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径，并从所述可选路径中选取最短运行路径，从而控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标。本发明能够有效提高AGV的自主性及灵活性，从而实现最短路径运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种AAGV的智能导航方法的流程示意图；
图2是本发明实施例步骤S100的流程示意图；
图3是本发明实施例步骤S300的流程示意图；
图4是本发明实施例一种AGV的智能导航系统的结构框图；
图5是本发明实施例全局地图获取模块的结构框图；
图6是本发明实施例可选路径模块的结构框图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参考图1，如图1所示为本公开实施例提供的一种AGV的智能导航方法，包括以下步骤：
步骤S100、获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；
步骤S200、实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；
步骤S300、根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径；
步骤S400、从所述可选路径中选取最短运行路径，控制AGV沿所述最短运行路径运行；
步骤S500、判断所述AGV是否运行至目标坐标，若否，则跳转到步骤S200，若是，则结束。
本实施例首先获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；进而实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；接着根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径，并从所述可选路径中选取最短运行路径，从而控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标。本发明有效提高了AGV的自主性及灵活性，从而实现最短路径运行。
参考图2，在一个优选的实施例中，所述步骤S100具体为：
步骤S110、采集AGV运行区域的整体图像，识别所述整体图像中的障碍物和运行通道；
步骤S120、将所述整体图像投影为全局地图，标定所述全局地图的坐标系；
步骤S130、识别所述全局地图中的障碍物，将所述障碍物标记为所述全局地图中的障碍区间，将所述运行通道标记为所述全局地图中的可通行区间。
本实施例中，由于在整体图像中，障碍物和运行通道的光线强度存在差异，可采用二值化方法识别所述全局地图中的障碍物。
在一个优选的实施例中，所述步骤S200具体为：
实时获取AGV的初始位置和目标位置，将所述初始位置投影为所述全局地图中的起始坐标，将所述目标位置投影为所述全局地图中的目标坐标。
参考图3，在一个优选的实施例中，所述步骤S300包括：
步骤S310、依次选取所述AGV在起始坐标所处路径上的运行方向，将能到达目标坐标的运行方向作为可选方向；
步骤S320、获取所述AGV在起始坐标所处的分段路径，所述分段路径朝所述AGV运行方向包含路径分叉节点，所述路径分叉节点至少包含2个分叉路径；
步骤S330、将所述可选方向上的分叉路径作为可选路径。
在一个优选的实施例中，所述步骤S400包括：
以设定步长对各条可选路径进行采样，累加各条可选路径采样的步数，计算得出各条可选路径的总步数，将所述总步数最少的可选路径作为最短运行路径。
参考图4，本公开实施例还提供AGV的智能导航系统，包括：
全局地图获取模块100，用于获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；
坐标获取模块200，用于实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；
可选路径模块300，用于根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径；
最短运行路径选取模块400，用于从所述可选路径中选取最短运行路径；
运行控制模块500，用于从所述可选路径中选取最短运行路径，控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标。
参考图5，在一个优选的实施例中，所述全局地图获取模块100包括：
整体图像生成模块110，用于采集AGV运行区域的整体图像，识别所述整体图像中的障碍物和运行通道；
全局地图生成模块120，用于将所述整体图像投影为全局地图，标定所述全局地图的坐标系；
全局地图标记模块130，用于识别所述全局地图中的障碍物，将所述障碍物标记为所述全局地图中的障碍区间，将所述运行通道标记为所述全局地图中的可通行区间。
在一个优选的实施例中，所述坐标获取模块200具体用于：
实时获取AGV的初始位置和目标位置，将所述初始位置投影为所述全局地图中的起始坐标，将所述目标位置投影为所述全局地图中的目标坐标。
参考图6，在一个优选的实施例中，所述可选路径模块300包括：
可选方向生成模块310，用于依次选取所述AGV在起始坐标所处路径上的运行方向，将能到达目标坐标的运行方向作为可选方向；
分段路径获取模块320，用于获取所述AGV在起始坐标所处的分段路径，所述分段路径朝所述AGV运行方向包含路径分叉节点，所述路径分叉节点至少包含2个分叉路径；
可选路径选取模块330，用于将所述可选方向上的分叉路径作为可选路径。
在一个优选的实施例中，所述最短运行路径选取模块400具体用于：
以设定步长对各条可选路径进行采样，累加采样的步数；
计算所述AGV从起始坐标沿各条可选路径到达目标坐标的总步数，将总步数最少的可选路径作为最短运行路径。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件的实现方式，以嵌入式软件加载到处理器中，以提高AGV的自主性及灵活性，从而实现最短路径运行。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来。
所称处理器可以是中央处理单元(Central-Processing-Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital-Signal-Processor，DSP)、专用集成电路(Application-Specific-Integrated-Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable-Gate-Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述AGV的智能导航系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个AGV多驱动负载平衡控制系统的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述AGV多驱动负载平衡控制系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart-Media-Card,SMC)，安全数字(Secure-Digital,SD)卡，闪存卡(Flash-Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (10)

1.一种AGV的智能导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；
实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；
根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径；
从所述可选路径中选取最短运行路径；
控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标。
2.根据权利要求1所述的一种AGV的智能导航方法，其特征在于，所述获取全局地图方法具体为：
采集AGV运行区域的整体图像，识别所述整体图像中的障碍物和运行通道；
将所述整体图像投影为全局地图，标定所述全局地图的坐标系；
识别所述全局地图中的障碍物，将所述障碍物标记为所述全局地图中的障碍区间，将所述运行通道标记为所述全局地图中的可通行区间。
3.根据权利要求1所述的一种AGV的智能导航方法，其特征在于，所述实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标，具体为：
实时获取AGV的初始位置和目标位置，将所述初始位置投影为所述全局地图中的起始坐标，将所述目标位置投影为所述全局地图中的目标坐标。
4.根据权利要求1所述的一种AGV的智能导航方法，其特征在于，根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径，具体为：
依次选取所述AGV在起始坐标所处路径上的运行方向，将能到达目标坐标的运行方向作为可选方向；
获取所述AGV在起始坐标所处的分段路径，所述分段路径朝所述AGV运行方向包含路径分叉节点，所述路径分叉节点至少包含2个分叉路径；
将所述可选方向上的分叉路径作为可选路径。
5.根据权利要求1所述的一种AGV的智能导航方法，其特征在于，所述从所述可选路径中选取最短运行路径，具体为：
以设定步长对各条可选路径进行采样，累加各条可选路径采样的步数，计算得出各条可选路径的总步数，将所述总步数最少的可选路径作为最短运行路径。
6.一种AGV的智能导航系统，其特征在于，包括：
全局地图获取模块，用于获取全局地图，所述全局地图包括障碍区间和可通行区间；
坐标获取模块，用于实时获取AGV在所述全局地图中的起始坐标和目标坐标；
可选路径筛选模块，用于根据所述起始坐标获取所述AGV当前的可选方向，筛选所述AGV沿各个可选方向到达目标坐标的可选路径；
最短运行路径选取模块，用于从所述可选路径中选取最短运行路径；
运行控制模块，用于从所述可选路径中选取最短运行路径，控制AGV沿所述最短运行路径运行，直至所述AGV运行至目标坐标。
7.根据权利要求6所述的一种AGV的智能导航系统，其特征在于，所述全局地图获取模块包括：
整体图像生成模块，用于采集AGV运行区域的整体图像，识别所述整体图像中的障碍物和运行通道；
全局地图生成模块，用于将所述整体图像投影为全局地图，标定所述全局地图的坐标系；
全局地图标记模块，用于识别所述全局地图中的障碍物，将所述障碍物标记为所述全局地图中的障碍区间，将所述运行通道标记为所述全局地图中的可通行区间。
8.根据权利要求6所述的一种AGV的智能导航系统，其特征在于，所述坐标获取模块具体用于：
实时获取AGV的初始位置和目标位置，将所述初始位置投影为所述全局地图中的起始坐标，将所述目标位置投影为所述全局地图中的目标坐标。
9.根据权利要求6所述的一种AGV的智能导航系统，其特征在于，所述可选路径模块包括：
可选方向生成模块，用于依次选取所述AGV在起始坐标所处路径上的运行方向，将能到达目标坐标的运行方向作为可选方向；
分段路径获取模块，用于获取所述AGV在起始坐标所处的分段路径，所述分段路径朝所述AGV运行方向包含路径分叉节点，所述路径分叉节点至少包含2个分叉路径；
可选路径选取模块，用于将所述可选方向上的分叉路径作为可选路径。
10.根据权利要求6所述的一种AGV的智能导航系统，其特征在于，所述最短运行路径选取模块具体用于：
以设定步长对各条可选路径进行采样，累加各条可选路径采样的步数，计算得出各条可选路径的总步数，将所述总步数最少的可选路径作为最短运行路径。
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