CN205959069U - 一种agv视觉导引系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种AGV视觉导引系统，在站点指示处设置了由若干个位置二维码构成的位置二维码段，用于站点停车；在叉路选择处设置了由若干个控制二维码构成的控制二维码段，用于分叉路口或交叉路口路径的选择。AGV视觉导引系统采用二维码作为路面标识物，可直接使用摄像头进行识别，有效地简化了小车结构，并且不易受到环境的干扰。

Description

一种AGV视觉导引系统

技术领域

本实用新型涉及一种AGV视觉导引系统。

背景技术

自动导引运载小车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指在电磁、视觉、惯性等自动导引系统下，能够沿规定的导引路径行驶，具有各种移载功能的运输小车，在自动化生产系统、柔性加工装配系统以及自动化立体仓库等系统中扮演重要角色。其中，基于视觉导引系统的AGV具有导引路径设置变更简单、导引柔性好等优点，成为当前主流的发展方向。

CN101183265介绍了一种AGV视觉导引系统，包括车载系统和路面标识物两部分。其中，路面标识物包括地面上设置的黑白两条平行的导引带、导引带两侧设置的红色工位字符以及导引带下间断铺设的射频识别标签，车载系统包括小车、CCD摄像头、AGV控制器、射频识别天线以及射频识别标签读写器等。该AGV视觉导引系统通过CCD摄像头拍摄地面上设有的导引带，经图像处理后将获得的小车偏离导引带的信息传送至AGV控制器，实现对小车行进路径的控制；通过CCD摄像头识别红色工位字符，获得需要小车停车的工位信息，通过射频识别天线接收并由射频识别读写器读取标签信息，获得小车当前的位置信息，进而驱动控制小车实现停车、转弯等功能。

然而，射频识别标签应用于上述AGV视觉导引系统，一方面，需要配合使用射频识别天线和射频识别标签读写器，增加了小车结构的复杂度，且成本较高；另一方面，上述射频识别标签的信息读取容易受到金属物件和电磁波等环境因素的干扰，导致小车可能出现误判。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种AGV视觉导引系统，以解决目前AGV视觉导引系统易受周围环境干扰的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：该AGV视觉导引系统包括车载系统和地面标识物，车载系统包括用于拍摄地面标识物的摄像头，地面标识物包括导引路径，以及指示站点的位置二维码段和指示叉路选择的控制二维码段。

作为本实用新型的进一步改进，所述车载系统还包括小车，以及小车上的AGV主控制器、AGV驱动模块和步进电机，AGV主控制器采样连接所述摄像头，通过AGV驱动模块控制连接所述步进电机。

作为本实用新型的另一种改进，所述位置二维码段由站点指示处沿导引路径连续设置的若干个位置二维码构成，所述控制二维码段由叉路选择指示处沿导引路径任一侧连续设置的若干个控制二维码构成，位置二维码段和控制二维码段的长度不小于小车在摄像头一个拍照周期行驶的距离。

作为本实用新型的另一种改进，所述导引路径为颜色码带，该颜色码带的宽度范围是10mm-40mm。

作为本实用新型的另一种改进，所述摄像头固定于小车车身底部，该摄像头距离地面的高度范围是80mm-120mm。

作为本实用新型的另一种改进，所述摄像头距离地面的高度为100mm。

作为本实用新型的另一种改进，所述摄像头安装位置对应所述导引路径，摄像头中心偏离导引路径中心的值的范围是-60.0mm-+60.0mm，且精度设为0.1mm、1mm或10mm。

本实用新型AGV视觉导引系统采用二维码作为路面标识物，可直接使用摄像头进行识别，不需要再设置其他识别或检测装置，有效地简化了小车结构。同时，与射频识别标签相比，二维码的识别过程不易受到金属物件、电磁波等环境因素的干扰。

另外，相比于仅使用一个二维码，本实用新型使用多个连续设置的二维码构成的二维码段，其中二维码的数量由小车的行驶速度和摄像头的拍照周期(间隔)共同决定，使得二维码段的长度不小于小车在摄像头一个拍照周期行驶的距离。这样可以有效地避免因小车速度过快或摄像头拍摄周期(间隔)长可能造成的二维码漏检的情况。

附图说明

图1是本实用新型示意框图；

图2是摄像头安装高度；

图3是摄像头扫描范围；

图4是摄像头中心偏离颜色码带示意图；

图5是颜色码带位置控制码使用方法；

图6是分叉路径示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

本实用新型AGV视觉导引系统的结构如图1所示，包括车载系统和地面标识物。地面标识物由导引路径和二维码段构成。其中，导引路径采用颜色码带3，具有10mm-40mm的宽度范围，该颜色码带可以采用红色、黄色、蓝色、绿色等与周围环境形成反差的颜色，便于准确有效地提取出车载系统摄像头2拍摄图片中的导引路径；二维码段包括位置二维码段4和控制二维码段7，如图5所示，控制二维码段7只能粘贴于路径的某一侧，不能粘贴到导引路径上，位置码段4粘贴到导引路径上，便于摄像头内部算法识别处理。

其中，位置二维码段由站点指示处沿导引路径连续设置的6个位置二维码构成，控制二维码段由叉路选择指示处沿导引路径任一侧连续设置的6个控制二维码构成。其中二维码的数量由小车的行驶速度和摄像头的拍照周期(间隔)共同决定，使得二维码段的长度不小于小车在摄像头一个拍照周期行驶的距离。这样，相比于仅使用一个二维码的情况，使用二维码段时可以有效地避免因小车速度过快或摄像头拍摄周期长可能造成的二维码漏检的情况。

本实用新型AGV视觉导引系统的车载系统包括小车，以及小车上用于拍摄地面标识物的摄像头、AGV主控制器、AGV驱动模块和步进电机等。其中，AGV主控制器采样连接所述摄像头，通过AGV驱动模块控制连接所述步进电机。如图2所示，摄像头固定于小车车身底部，安装位置对应所述导引路径，这样可以使地面标识物尽可能多的处于摄像头的拍摄范围内，有利于地面标识物的识别，同时也降低了对摄像头的像素要求，减小了该系统的成本。另外，如图2所示，上述摄像头距地面的高度范围是80mm-120mm，优选值为100mm，如图4所示，摄像头中心偏离导引路径中心的值的范围是-60.0mm-+60.0mm，且精度可以设为0.1mm、1mm或10mm。

本实用新型AGV视觉导引系统的工作原理是：该系统导引小车沿着颜色码带行进，并以一定的频率对摄像头下方如图3所示的117mm×75mm矩形范围5进行拍照，接着对所得的照片进行图像处理，得到摄像头中心偏离地面颜色码带中心的距离Y、角度Angle以及摄像头下面有无颜色码带状态Status，然后将处理得到的信息以Profibus、RS485、CANopen等串口方式发送给AGV主控制器，主控制器通过AGV驱动模块控制步进电机，进而控制小车沿着预设路径行进。如图5所示，当小车到达目标站点时，该AGV视觉导引系统会将拍摄到的位置二维码段照片的位置信息发送给AGV主控制器，AGV主控制器根据该位置信息控制小车停车；如图6所示，当小车到达交叉或分叉路口时，该AGV视觉导引系统会将拍摄到的控制二维码段照片的控制信息发送给AGV主控器，AGV主控制器根据预设的指令选择左侧路径或者右侧路径，进而向AGV驱动模块发出相应的指令，控制小车沿着预设路径行进。

作为本实用新型的另一种实施方式，摄像头2的安装位置不限于小车车身底部，也可以设置在小车其他可以拍摄到地面标识物的位置上。

作为本实用新型的另一种实施方式，图像处理可以由AGV主控制器实现，也可以由单独的图像处理单元实现。

作为本实用新型的另一种实施方式，将摄像头、AGV主控制器、通讯接口等装置集成为一个AGV定位导引装置1，实现拍照、图像处理、偏差值提取、处理结果上传等多种功能。这样，大大简化了路面标识物识别装置的复杂度，安装调试也极为简单便利。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种AGV视觉导引系统，包括车载系统和地面标识物，车载系统包括用于拍摄所述地面标识物的摄像头(2)，地面标识物包括导引路径，其特征在于：所述地面标识物还包括指示站点的位置二维码段(4)和指示叉路选择的控制二维码段(7)。

2.根据权利要求1所述的AGV视觉导引系统，其特征在于：所述车载系统还包括小车，以及小车上的AGV主控制器、AGV驱动模块和步进电机，AGV主控制器采样连接所述摄像头(2)，通过AGV驱动模块控制连接所述步进电机。

3.根据权利要求2所述的AGV视觉导引系统，其特征在于：所述位置二维码段(4)由站点指示处沿导引路径连续设置的若干个位置二维码构成，所述控制二维码段(7)由叉路选择指示处沿导引路径任一侧连续设置的若干个控制二维码构成，位置二维码段(4)和控制二维码段(7)的长度不小于小车在摄像头(2)一个拍摄周期行驶的距离。

4.根据权利要求1-3任一项所述的AGV视觉导引系统，其特征在于：所述导引路径为颜色码带(3)，该颜色码带(3)的宽度范围是10mm-40mm。

5.根据权利要求1-3任一项所述的AGV视觉导引系统，其特征在于：所述摄像头(2)固定于小车车身底部，该摄像头(2)距离地面的高度范围是80mm-120mm。

6.根据权利要求5所述的AGV视觉导引系统，其特征在于：所述摄像头(2)距离地面的高度为100mm。

7.根据权利要求5所述的AGV视觉导引系统，其特征在于：所述摄像头(2)安装位置对应所述导引路径，摄像头中心(6)偏离导引路径中心的值的范围是-60.0mm-+60.0mm，且精度设为0.1mm、1mm或10mm。