CN111123930A - 一种产品转运agv视觉导航控制方法 - Google Patents

一种产品转运agv视觉导航控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于智慧物流领域，适用于智慧物流产品转运的一种产品转运AGV采用视觉导航方法。步骤为：S1)将视觉传感器安装在转运AGV上；S2)将视觉传感器可识别颜色带铺设在行走路段上，S3)在铺设的颜色带在上设置控制转运AGV运行动作的矩阵码，并设立矩阵码设定规则；S4)建立模糊控控制器，视觉传感器实时将转运AGV运行数据采集输入到模糊集合分析处理，采用加权平均法去模糊化，得到精确的控制量，根据精确的控制量实现转运AGV运行的精确控制。本发明的有效果是，该方法实现了多输入多输出的控制，有效提高了响应速度，避免了控制过程中的超调现象，通过仿真得出精确的控制量，从而实现小车的精确控制。

Description

一种产品转运AGV视觉导航控制方法
技术领域：
本发明属于智慧物流领域，涉及一种适用于智慧物流产品转运的产品转运AGV视觉导航控制方法。
背景技术：
现有的AGV小车的导航和定位控制算法精度较低，稳定性和可靠性不足，同时对于多输入多输出的控制系统，传统的控制方法精度较差，控制的时效性有待提高，不能够对小车进行实施控制校正。
发明内容：
本发明公开了一种产品转运AGV视觉导航控制方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。
为了达到上述目的，一种产品转运AGV视觉导航控制方法，其所述控制方法具体包括以下步骤：
S1)将视觉传感器安装在转运AGV的车体中心位置O2位置上；
S2)将视觉传感器可识别的颜色带铺设在行走路段上，
S3)在铺设的颜色带在上设置控制转运AGV运行动作的矩阵码，并设立矩阵码设定规则；
S4)建立模糊控制器，通过模糊集合对实时转运AGV运行数据进行分析处理，实现转运AGV运行的精确控制。
进一步，所述S2)中矩阵码包括站点二维码、矩阵二维码和减速控制码；所述站点二维码用来标定停靠或转弯站点号，矩阵二维码用来指引AGV停止或转弯；所述减速控制码设置在距离转弯点1m处铺设。
进一步，所述S3)中矩阵码设定规则为：X+、Y+表示正值，X-、Y-表示负值，并且X+方向为0°，顺时针变大，Y-方向为90°，X-方向为180°，Y+方向为270°。
进一步，所述S4)中所述视觉传感器间隔30-40ms反馈运行数据；所述运行数据包括位移偏差值Ed和角度偏差值Eθ。
进一步，所述S4)的具体步骤为：
S4.1)根据麦克纳姆轮运动分析，建立模糊控制器；
S4.2)根据输入变量Eθ、Ed和输出变量ω，确定模糊控制器的论域，论域为{-3，-2，-1，0，1，2，3}；
S4.3)确定模糊子集{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}对应负大、负中、负小、零、正小、正中、正大；
S4.4)根据确定的论域和模糊子集，建立7X7的模糊控制规则表；
S4.5)根据模糊控制规则表对控制量进行调节，采用加权平均法去模糊化，得到精确的控制量，实时对转运AGV进行调节。
进一步，所述S4.5)中的具体步骤为：
S4.51)设定Ed左负右正，Eθ、ω顺时针为正；
S4.52)当转运AGV在预定路线左侧时，转运AGV的车体角度为逆时针时，即Ed<0，Eθ<0，当两者偏差为负最大时，转运AGV进行正大调整，使转运AGV回归到正确的路线；
当车体横向偏差不变，角度为负中或负小时，即当Ed＝0，Eθ＜0，则对小车的姿态作正小或正中的略微调整；
当转运AGV在预定路线右侧时，转运AGV的车体角度为顺时针时，即Ed＞0，Eθ＞0时，当两者偏差为正最大时，转运AGV进行负大调整，使转运AGV回到指定位置。
一种实现上述的产品转运AGV视觉导航控制方法的计算机程序。
一种实现上述的产品转运AGV视觉导航控制方法的信息处理终端。
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的产品转运AGV视觉导航控制方法的方法。
本发明的有益效果是：
1、本智力成果采用视觉导航控制，视觉传感器通过识别颜色带和二维码，AGV小车可以沿着指定路径自主可靠运行，并根据站点二维码来执行停止和转弯动作，实现小车在不同站点之间的运动；
2、本智力成果采用模糊控制算法，与传统PID控制算法相比，实现了多输入多输出的控制，有效提高了响应速度，避免了控制过程中的超调现象，通过仿真得出精确的控制量，从而实现小车的精确控制。
附图说明
图1为本发明一种产品转运AGV视觉导航控制方法的流程框图。
图2为本发明一种产品转运AGV视觉导航控制方法的结构原理图。
图3为本发明一种产品转运AGV视觉导航控制方法的现场铺设示意图。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
如图1所示，本发明一种产品转运AGV视觉导航控制方法，所述控制方法具体包括以下步骤：
S1)将视觉传感器安装在转运AGV的车体中心位置O2位置上；
S2)将视觉传感器可识别的颜色带铺设在行走路段上，
S3)在铺设的颜色带在上设置控制转运AGV运行动作的矩阵码，并设立矩阵码设定规则；
S4)建立模糊控控制器，视觉传感器实时将转运AGV运行数据采集输入到模糊集合分析处理，采用加权平均法去模糊化，得到精确的控制量，根据精确的控制量实现转运AGV运行的精确控制。
进一步，所述S2)中矩阵码包括站点二维码、矩阵二维码和减速控制码；所述站点二维码用来标定停靠或转弯站点号，矩阵二维码用来指引AGV停止或转弯；所述减速控制码设置在距离转弯点1m处铺设。
进一步，所述S3)中矩阵码设定规则为：X+、Y+表示正值，X-、Y-表示负值，并且X+方向为0°，顺时针变大，Y-方向为90°，X-方向为180°，Y+方向为270°。
进一步，所述S4)中所述视觉传感器间隔30-40ms反馈运行数据；所述运行数据包括位移偏差值Ed和角度偏差值Eθ。
进一步，所述S4)的具体步骤为：
S4.1)根据麦克纳姆轮运动分析，建立模糊控制器；
S4.2)根据输入变量Eθ、Ed和输出变量ω，确定模糊控制器的论域，论域为{-3，-2，-1，0，1，2，3}；
S4.3)确定模糊子集{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}对应负大、负中、负小、零、正小、正中、正大；
S4.4)根据确定的论域和模糊子集，建立7X7的模糊控制规则表；
S4.5)根据模糊控制规则表对控制量进行调节，采用加权平均法去模糊化，得到精确的控制量，实时对转运AGV进行调节。
进一步，所述S4.5)中的具体步骤为：
S4.51)设定Ed左负右正，Eθ、ω顺时针为正；
S4.52)当转运AGV在预定路线左侧时，转运AGV的车体角度为逆时针时，即Ed<0，Eθ<0，当两者偏差为负最大时，转运AGV进行正大调整，使转运AGV回归到正确的路线；
当车体横向偏差不变，角度为负中或负小时，即当Ed＝0，Eθ＜0，则对小车的姿态作正小或正中的略微调整；
当转运AGV在预定路线右侧时，转运AGV的车体角度为顺时针时，即Ed＞0，Eθ＞0时，当两者偏差为正最大时，转运AGV进行负大调整，使转运AGV回到指定位置。
一种实现上述的产品转运AGV视觉导航控制方法的计算机程序。
一种实现上述的产品转运AGV视觉导航控制方法的信息处理终端。
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的产品转运AGV视觉导航控制方法的方法。
实施例：
参见图1～图3所示，视觉视觉传感器安装在转运AGV车体中心位置O2处，通过实时扫描地面颜色带计算车体中心位置与颜色带的中心O1左右相对偏差值d和偏转角度α，视觉传感器每40ms反馈偏差值和角度到模糊控制器里。
视觉传感器采集转运AGV位置偏移值Ed为-30，角度偏移值Eθ为-5°，根据表1和表2可知，位置偏移论域为-3，角度误差论域为-3，确定调整量，。根据模糊子集{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}对应负大、负中、负小、零、正小、正中、正大，当角度和位置误差论域都为-3时，根据表3对应的模糊控制规则为NB，得出的调节量为PB，即当角度和位置都是负大(NB)时，需要模糊控制器进行正大(PB)调整，使转运AGV恢复正常行驶。同理可得其他情况的调整参数，经过软件仿真可以得出所有调节参数为表4所示。角度范围域值规定：表1
序号 测量角度值θ 误差论域E<sub>θ</sub>
1 [-6°，-3°] -3
2 -2° -2
3 -1° -1
4 0° 0
5 1° 1
6 2° 2
7 [3°，6°] 3
左右偏移误差域值规定：表2
序号 测量左右值d 误差论域E<sub>d</sub>
1 [-45，-25) -3
2 [-25，-15) -2
3 [-15，-5) -1
4 [-5，5] 0
5 (5，15] 1
6 (15，25] 2
7 (25，45] 3
模糊控制规则表：表3
Figure BDA0002332180740000071
表4
Figure BDA0002332180740000072
Figure BDA0002332180740000081
以上对本申请实施例所提供的一种产品转运AGV视觉导航控制方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (9)

1.一种产品转运AGV视觉导航控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括以下步骤：
S1)将视觉传感器安装在转运AGV的车体中心位置上；
S2)将视觉传感器可识别的颜色带铺设在行走路段上；
S3)在铺设的颜色带上设置控制转运AGV运行动作的矩阵码，并设立矩阵码设定规则；
S4)建立模糊控制器，通过模糊集合对实时转运AGV运行数据进行分析处理，实现转运AGV运行的精确控制。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S2)中矩阵码包括站点二维码、矩阵二维码和减速控制码；所述站点二维码用来标定停靠或转弯站点号，矩阵二维码用来指引AGV停止或转弯；所述减速控制码设置在距离转弯点1m处。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S3)中矩阵码设定规则为：X+、Y+表示正值，X-、Y-表示负值，并且X+方向为0°，顺时针变大，Y-方向为90°，X-方向为180°，Y+方向为270°。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S4)中所述视觉传感器间隔30-40ms反馈运行数据；所述运行数据包括位移偏差值Ed和角度偏差值Eθ。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S4)的具体步骤为：
S4.1)根据麦克纳姆轮运动分析，建立模糊控制器；
S4.2)根据输入变量Eθ、Ed和输出变量ω，确定模糊控制器的论域，论域为{-3，-2，-1，0，1，2，3}；
S4.3)确定模糊子集{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}对应负大、负中、负小、零、正小、正中、正大；
S4.4)根据确定的论域和模糊子集，建立7X7的模糊控制规则表；
S4.5)根据模糊控制规则表对控制量进行调节，采用加权平均法去模糊化，得到精确的控制量，实时对转运AGV进行调节。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述S4.5)中的具体步骤为：
S4.51)设定Ed左负右正，Eθ、ω顺时针为正；
S4.52)当转运AGV在预定路线左侧时，转运AGV的车体角度为逆时针时，即Ed<0，Eθ<0，当两者偏差为负最大时，转运AGV进行正大调整，使转运AGV回归到正确的路线；
当车体横向偏差不变，角度为负中或负小时，即当Ed＝0，Eθ＜0，则对小车的姿态作正小或正中的略微调整；
当转运AGV在预定路线右侧时，转运AGV的车体角度为顺时针时，即Ed＞0，Eθ＞0时，当两者偏差为正最大时，转运AGV进行负大调整，使转运AGV回到指定位置。
7.一种实现如权利要求1-6任一项所述的产品转运AGV视觉导航控制方法的计算机程序。
8.一种实现如权利要求1-6任一项所述的产品转运AGV视觉导航控制方法的信息处理终端。
9.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-6任意一项所述的产品转运AGV视觉导航控制方法的方法。
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