CN110794838A - 一种agv导航角度补偿方法、系统、agv及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AGV导航角度补偿方法、系统、AGV及存储介质，方法包括控制车体驱动单元运转使AGV车体由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置；获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体的实际行驶距离；获取相机采集的预测的目标二维码位置处的图像；根据所述图像计算AGV车体的中心相对于所述目标二维码的左右偏移距离；根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角；及根据所述偏差角对所述预设方向进行修正形成新的预设方向。本发明通过计算偏差角对预设方向进行补偿，使得后续AGV在该两个二维码之间行驶时可沿补偿后的预设方向行驶，提高了AGV的行走精度。
Description
技术领域
本发明涉及AGV技术领域，特别是涉及一种AGV导航角度补偿方法、系统、AGV及存储介质。
背景技术
当前AGV技术蓬勃发展，针对AGV自主导航的导航技术较多，二维码导航是其中的一种重要导航方式。二维码导航的基础是阵列设置在作业区域地面上的很多二维码，AGV通过其自身搭载的相机读取二维码以确定自身位置并判断下一步动向，实现在作业区域内的精准运动。
实际导航中，AGV起步时会根据起始二维码调整车体角度，将车体正对二维码的预设方向行走，起始二维码的方向偏差(一般是因为二维码的人工张贴二维码标贴时的张贴误差导致)会让AGV行驶到下一个二维码时偏离该二维码一定距离，如附图1所示，如果在起始二维码处(图中的1号码)起步方向偏差α，则导致到目标二维码(图中的2号码)上，左右偏差距离deta_x，例如，起步偏差1度，L1＝1300mm情况下，将会导致车辆在第二个码上偏差deta_x＝1300*sin(1°)＝22.69mm。该偏离距离会影响AGV继续导航的精度，由于每从一个二维码运动至下一个二维码，都需要根据偏差距离重新规划路线修正该偏差，导致控制变得复杂，因此有必要采取措施消除该方向偏差。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种AGV导航角度补偿方法、系统、AGV及存储介质，能够根据AGV行驶过程中偏离的距离对AGV的导航角度进行补偿，以消除导航角度偏差对行驶精度的影响。
技术方案：为实现上述目的，本发明的AGV导航角度补偿方法，所述方法包括：
控制车体驱动单元运转使AGV车体由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置；
获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体的实际行驶距离；
获取相机采集的预测的目标二维码位置处的图像；
根据所述图像计算AGV车体的中心相对于所述目标二维码的左右偏移距离；
根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角；及
根据所述偏差角对所述预设方向进行修正形成新的预设方向。
进一步地，所述控制车体驱动单元运转使得AGV车体由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置包括：
控制车体驱动单元运转调节AGV车体的运动方向，使AGV车体的运动方向与预设方向一致；
控制车体驱动单元运转使得AGV车体沿预设方向行走，并根据方向控制PID算法实时修正AGV车体的行驶方向，直至到达预测的目标二维码位置。
进一步地，所述获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体的实际行驶距离包括：
获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中里程计的位移数据作为实际行驶距离。
进一步地，所述计算所述图像中目标二维码的中心与AGV车体的中心之间的左右偏移距离包括：
利用图像算法计算二维码的中心坐标；
计算二维码的中心坐标与图像视野中心两者在左右方向上的偏差距离；
根据所述偏差距离计算所述左右偏移距离。
进一步地，所述根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角包括：
根据公式α＝arcsin(deta_x/cur_x)计算所述目标二维码相对于起始二维码的偏差角，其中，deta_x表示所述左右偏移距离，cur_x表示所述实际行驶距离。
本发明还提供了一种AGV导航角度补偿系统，包括：
控制模块，其用于控制车体驱动单元运转使AGV车体由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置；
距离获取模块，其用于获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体的实际行驶距离；
图像获取模块，其用于获取相机采集的预测的目标二维码位置处的图像；
偏移距离计算模块，其用于根据所述图像计算AGV车体的中心相对于所述目标二维码的左右偏移距离；
偏差角计算模块，其用于根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角；及
修正模块，其用于根据所述偏差角对所述预设方向进行修正形成新的预设方向。
本发明还提供了一种AGV，其包括：
AGV车体；
车体驱动单元，其用于驱动所述AGV车体运动；
相机，其用于获取地面图像；及
控制单元，其包括上述的AGV导航角度补偿系统。
本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有可执行程序，所述可执行程序被执行时以实现上述的AGV导航角度补偿方法。
有益效果：本发明的一种AGV导航角度补偿方法、系统、AGV及存储介质通过从起始二维码到目标二维码的实际行驶距离以及根据图像计算得到的左右偏移距离计算得到偏差角，并根据偏差角对预设方向进行补偿，使得后续AGV在该两个二维码之间行驶时可沿补偿后的预设方向行驶，有效消除了导航角度偏差对AGV导航的影响，使得AGV具有较高的行走精度。
附图说明
附图1为AGV导航角度偏差的原理示意图；
附图2为AGV的硬件结构示意图；
附图3为第一实施例之AGV导航角度补偿方法的流程示意图；
附图4为第二实施例之AGV导航角度补偿系统的程序模块示意图。
图中：
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
可以理解，在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
如附图2所示为实现本发明的各实施例的一种AGV100的硬件结构示意图。该AGV100至少包括AGV车体101、车体驱动单元102、相机103以及控制单元104。其中，AGV车体101用于承载AGV包含的所有元件，包括车体驱动单元102、相机103、控制单元104及电池等其他部件。车体驱动单元102包括对称设置在AGV车体101中部两侧的两个驱动轮，两个驱动轮分别由两个相互独立的电机驱动运转，控制单元104通过驱动两个电机运转可控制驱动轮运转，实现AGV的前进、后退、原地回转等动作。相机103用于获取地面二维码的图像，以供控制单元104根据二维码的图像解析其ID信息确认AGV车体101的位置以及根据二维码的图像计算AGV车体101相对于二维码的实际偏差。所述控制单元104用于控制整个AGV100的二维码导航运动、导航角度补偿等一系列运动，其至少包括一组处理器与存储器，其中存储器内存储有可执行程序，处理器执行所述可执行程序以实现对AGV100的一系列控制；
控制单元104包括AGV导航角度补偿系统105，AGV导航角度补偿系统105可以以硬件的形式存在或以软件的形式存在，当其以硬件的形式存在时，其包含有独立的子处理器与子存储器，子存储器内存储由专用的角度补偿程序；当其以软件的形式存在时，其与控制单元104内的其他程序共享处理器与存储器，其为存储器中众多程序中的一个程序块，处理器执行该程序块可实现本发明的AGV导航角度补偿方法。
此外，为了实现AGV100的自主导航运动，AGV100还应当包含传感器组，所述传感器组包含激光雷达、单目摄像头、里程计、惯性导航单元等常用的探测传感器。
第一实施例
如附图3所述的AGV导航角度补偿方法，该方法应用于控制单元104，所述方法包括如下步骤S201-S206：
步骤S201，控制车体驱动单元102运转使AGV车体101由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置；
本步骤中，所述预设方向为目标二维码标识的方向，AGV100开始行走时会对准这个预设方向，预测的目标二维码位置为沿着预设方向行走设定距离的位置。如：在开始时，AGV100在起始二维码处，在此之前，导航角度未经过任何补偿，因为作业区域内的二维码时横平竖直呈方形阵列排列的，因此预设方向为起始二维码的特定方向，一般为0度、90度、180度、270度这几个方向，若方形阵列的步长为M米，则预测的目标二维码位置应当在起始二维码的特定方向上的M米处；在另外一种情形下，若导航角度已经经过一轮补偿，则本步骤中的预设方向为经过补偿后的新的预设方向，若方向可能仍存在一定的偏差，可继续执行AGV导航角度补偿方法以继续修正。
步骤S202，获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体101的实际行驶距离；
本步骤中，控制单元104获取的实际行驶距离可以通过AGV100内部的里程计计算得出，当然也可以是其他测距传感器采集的数据。
步骤S203，获取相机103采集的预测的目标二维码位置处的图像；
步骤S204，根据所述图像计算AGV车体101的中心相对于所述目标二维码的左右偏移距离；
本步骤中，计算左右偏移距离的步骤具体包括如下步骤S301-S303：
步骤S301，利用图像算法计算二维码的中心坐标；
本步骤中，计算中心坐标的方法为先利用图像算法提取二维码的外轮廓，再根据二维码的外轮廓计算外轮廓的中心点的坐标值；
步骤S302，计算二维码的中心坐标与图像视野中心两者在左右方向上的偏差距离；
本步骤中，由于相机103安装在AGV车体101的正中心位置，因此以图像的视野中心作为AGV车体101的中心；
步骤S303，根据所述偏差距离计算所述左右偏移距离。
本步骤中，由于由图像上计算得到的偏差距离与实际的左右偏移距离具有比例关系，因此需要将偏差距离乘以比例值得到实际的左右偏移距离。
步骤S205，根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角；
本步骤中，根据公式α＝arcsin(deta_x/cur_x)计算所述目标二维码相对于起始二维码的偏差角，其中，deta_x表示所述左右偏移距离，cur_x表示所述实际行驶距离。
步骤S206，根据所述偏差角对所述预设方向进行修正形成新的预设方向。
本步骤后，可以将起始二维码的ID值、目标二维码的ID值以及新的预设方向三个数据汇总为一个数组存储至存储器，如此AGV100在后续执行二维码导航的过程中，根据起始二维码的ID值与目标二维码的ID值可以查询到修正后的预设方向并根据此预设方向进行导航。
上述步骤S201-S206可以单独执行，也可以在AGV100执行二维码导航任务的时候同时执行该AGV导航角度补偿方法，一般上述步骤S201-S206要循环执行多次以获得较为准确的新预设方向。
通过上述角度补偿方法，可大大提高AGV100进行二维码导航时的行走精度，消除二维码贴的位置偏差与角度偏差等问题对二维码导航的影响，减少二维码导航执行时的纠偏难度。
具体地，上述步骤S201中所述控制车体驱动单元102运转使得AGV车体101由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置包括如下步骤S401-S402：
步骤S401，控制车体驱动单元102运转调节AGV车体101的运动方向，使AGV车体101的运动方向与预设方向一致；
本步骤中，预设方向可以以初始二维码的外轮廓线作为参照线进行调整。
步骤S402，控制车体驱动单元102运转使得AGV车体101沿预设方向行走，并根据方向控制PID算法实时修正AGV车体101的行驶方向，直至到达预测的目标二维码位置。
本步骤中，通过在AGV100行走过程中利用PID算法实时修正AGV车体101的行驶方向，可保证AGV车体101一直沿着预设方向行走。且达到预测的目标二维码位置后即可执行步骤S203，不一定需要控制AGV车体101停止。
实施例二
本实施例提供了一种AGV导航角度补偿系统500，AGV导航角度补偿系统500可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述AGV导航角度补偿方法。本发明实施例所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述AGV导航角度补偿方法在存储介质中的执行过程。以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能，如附图4所示，AGV导航角度补偿系统500包括：
控制模块501，其用于控制车体驱动单元102运转使AGV车体101由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置；
距离获取模块502，其用于获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体101的实际行驶距离；
图像获取模块503，其用于获取相机103采集的预测的目标二维码位置处的图像；
偏移距离计算模块504，其用于根据所述图像计算AGV车体101的中心相对于所述目标二维码的左右偏移距离；
偏差角计算模块505，其用于根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角；及
修正模块506，其用于根据所述偏差角对所述预设方向进行修正形成新的预设方向。
上述各程序模块在执行相应的任务时的技术细节可参照实施例1，此处不赘述。
实施例三
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储AGV导航角度补偿系统500，被处理器执行时实现本发明之AGV导航角度补偿方法。
上述实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种AGV导航角度补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
控制车体驱动单元运转使AGV车体由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置；
获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体的实际行驶距离；
获取相机采集的预测的目标二维码位置处的图像；
根据所述图像计算AGV车体的中心相对于所述目标二维码的左右偏移距离；
根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角；及
根据所述偏差角对所述预设方向进行修正形成新的预设方向。
2.根据权利要求1所述的AGV导航角度补偿方法，其特征在于，所述控制车体驱动单元运转使得AGV车体由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置包括：
控制车体驱动单元运转调节AGV车体的运动方向，使AGV车体的运动方向与预设方向一致；
控制车体驱动单元运转使得AGV车体沿预设方向行走，并根据方向控制PID算法实时修正AGV车体的行驶方向，直至到达预测的目标二维码位置。
3.根据权利要求1所述的AGV导航角度补偿方法，其特征在于，所述获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体的实际行驶距离包括：
获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中里程计的位移数据作为实际行驶距离。
4.根据权利要求1所述的AGV导航角度补偿方法，其特征在于，所述计算所述图像中目标二维码的中心与AGV车体的中心之间的左右偏移距离包括：
利用图像算法计算二维码的中心坐标；
计算二维码的中心坐标与图像视野中心两者在左右方向上的偏差距离；
根据所述偏差距离计算所述左右偏移距离。
5.根据权利要求4所述的AGV导航角度补偿方法，其特征在于，所述根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角包括：
根据公式α＝arcsin(deta_x/cur_x)计算所述目标二维码相对于起始二维码的偏差角，其中，deta_x表示所述左右偏移距离，cur_x表示所述实际行驶距离。
6.一种AGV导航角度补偿系统，其特征在于，包括：
控制模块，其用于控制车体驱动单元运转使AGV车体由起始二维码沿预设方向行走至预测的目标二维码位置；
距离获取模块，其用于获取由所述起始二维码向所述目标二维码的整个运动过程中AGV车体的实际行驶距离；
图像获取模块，其用于获取相机采集的预测的目标二维码位置处的图像；
偏移距离计算模块，其用于根据所述图像计算AGV车体的中心相对于所述目标二维码的左右偏移距离；
偏差角计算模块，其用于根据所述左右偏移距离与所述实际行驶距离计算目标二维码相对于起始二维码的偏差角；及
修正模块，其用于根据所述偏差角对所述预设方向进行修正形成新的预设方向。
7.一种AGV，其特征在于，其包括：
AGV车体；
车体驱动单元，其用于驱动所述AGV车体运动；
相机，其用于获取地面图像；及
控制单元，其包括权利要求6所述的AGV导航角度补偿系统。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有可执行程序，所述可执行程序被执行时以实现如权利要求1-5任一项所述的AGV导航角度补偿方法。
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