一种agv机器人导引偏差校正方法
【专利摘要】一种AGV机器人导引偏差校正方法，属于机器人【技术领域】。本发明AGV机器人导引偏差校正方法包括步骤1，采集第N个二维码标签信息和第N个RFID标签信息；步骤2，读取、解析第N个二维码标签信息和第N个RFID标签信息；步骤3，确认机器人当前地理位置：步骤4，确认机器人偏移情况，若不存在偏移情况再次从步骤1开始；步骤5，调整机器人路径，以控制所述伺服电机系统校正机器人行走方向，当机器人校正后行驶到第N+1个二维码标签或第N+1个RFID标签时，再次从步骤1开始。本发明导引偏差校正方法用于包括多个二维码标签、多个RFID标签、二维码图像采集系统、RFID阅读系统、伺服电机系统、通讯系统和嵌入式工控板的AGV机器人路径导航系统，方法简单且容易实施，还可自动校正机器人行走方向，确保机器人沿自身路径顺利行进。
【专利说明】-种AGV机器人导引偏差校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人【技术领域】，特别涉及一种AGV机器人导引偏差校正方法。
【背景技术】
[0002] 无人搬运车(简称AGV机器人)，是指具备电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定 路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。对于拥有自主路径规划功能的AGV 机器人来说，确认自己在地图中的位置非常重要，并且实时校正机器人行进方向，有利于提 高运输行业的高效性。一般，AGV机器人仅用RFID标签实现路径导航，如实用新型专利CN 203405960 U，则RFID标签的无方向性使得路径导航系统无法获得机器人偏移角度和机器 人偏移RFID中心点距离；而AGV机器人仅用二维码标签实现路径导航，如发明专利申请CN 103268119 A，则二维码标签在AGV高速运行时得到错误的机器人位置信息。
【发明内容】
[0003] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种同时具有RFID标签和二维码标签作 用的导引偏差校正方法，并且方法简单、运行高效且可自动校正机器人行走方向。
[0004] 本发明的技术方案是提供一种导引偏差校正方法，用于包括多个二维码标签、多 个RFID标签、二维码图像采集系统、RFID阅读系统、伺服电机系统、通讯系统和嵌入式工控 板的AGV机器人路径导航系统，其特征在于，在嵌入式工控板内初始设定机器人参考偏移 角度a Mf、机器人驱动轮间距D、相邻二维码标签中心距离LDM， 步骤1，机器人沿预设路径行驶，所述二维码图像采集系统和所述RFID阅读系统分别 采集第N个二维码标签信息和第N个RFID标签信息；第N个二维码标签信息包括机器人二 维码位置信息和机器人二维码状态图像信息，第N个RFID标签信息包括机器人RFID位置 f曰息，N=I, 2，... n ; 步骤2,所述二维码图像采集系统和所述RFID阅读系统分别读取第N个二维码标签信 息和第N个RFID标签信息，并经所述通讯系统送入嵌入式工控板解析第N个二维码标签 信息和第N个RFID标签信息； 步骤3,确认机器人当前地理位置：所述嵌入式工控板比较解析后的第N个机器人二维 码位置信息和解析后的第N个机器人RFID位置信息以确认机器人地理位置； 步骤4,确认机器人偏移情况：所述嵌入式工控板比较解析后的第N个机器人二维码状 态图像信息以确认机器人偏移情况； 步骤5,调整机器人路径：所述嵌入式工控板根据解析后的第N个机器人二维码状态图 像信息，判断选择步骤5. 1的差速调整或步骤5. 2的停车调整，以控制所述伺服电机系统校 正机器人行走方向，当机器人校正后行驶到第N+1个二维码标签或第N+1个RFID标签时， 再次从步骤1开始。
[0005] 该方法采用二维码叠加 RFID标签，使机器人丢失位姿的概率大大降低，利用RFID 的高速性和无方向性弥补二维码的不足，得到机器人的位置信息，提高采用所述方法的AGV 导航系统的稳定性；同时利用二维码的方向性弥补RFID的不足，简单快速得到AGV机器人 偏移角度以及偏移中心点距离。该方法可自动识别、确认机器人自身在行走环境中的具体 位姿(位置和角度)，根据测得的角度和偏移距离，经过多重判断进行差速调整或停车调整， 自动校正机器人行走方向，以确保机器人行进顺利。
[0006] 作为本发明的优选，所述步骤3 :当解析后的第N个机器人二维码位置信息=解析 后的第N个机器人RFID位置信息，确认机器人地理位置为解析后的第N个机器人二维码位 置信息或解析后的第N个机器人RFID位置信息；当解析后的第N个机器人二维码位置信 息尹解析后的第N个机器人RFID位置信息，确认机器人地理位置为解析后的第N个机器人 RFID位置信息。
[0007] 作为本发明的优选，解析后的机器人二维码状态图像信息包括用以构建机器人与 二维码位置关系的二维坐标系信息、机器人偏移二维码角度a和机器人偏移二维码中心 距离AL。
[0008] 作为本发明的优选，所述步骤4 :当机器人偏移二维码角度a =0度时，机器人保持 原来状态行进，直到机器人行驶到第N+1个二维码标签和第N+1个RFID标签处，再次从步 骤1开始；当机器人偏移二维码角度a尹〇度时，执行步骤5。
[0009] 作为本发明的优选，所述步骤5 :所述嵌入式工控板比较第N个机器人偏移二位码 角度a和机器人参考偏移角度aMf，当a彡时，进入步骤5. 2停车调整；当a〈a 时，所述嵌入式工控板判断机器人运动方向和位置情况，进而选择进入步骤5. 1差速调整 或步骤5. 2停车调整。
[0010] 作为本发明的优选，机器人运动方向和位置情况包括八种，机器人行进方向偏向 预设路径右方且机器人中心位于第一象限；机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中 心位于第二象限；机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第三象限；机器人 行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第四象限；机器人行进方向偏向预设路径左 方且机器人中心位于第一象限；机器人行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第二 象限；机器人行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第三象限；机器人行进方向偏 向预设路径左方且机器人中心位于第四象限。
[0011] 作为本发明的优选，当所机器人运动方向和位置情况为以下任意一种时，进入步 骤5. 1差速调整：机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第一象限，机器人 行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第四象限，机器人行进方向偏向预设路径左 方且机器人中心位于第二象限，机器人行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第三 象限；当所述机器人运动方向和位置情况为以下任意一种时，进入步骤5. 2停车调整：机器 人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第二象限，机器人行进方向偏向预设路径 右方且机器人中心位于第三象限，机器人车行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于 第一象限，机器人行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第四象限。
[0012] 作为本发明的优选，所述步骤5. 1差速调整：当机器人行进方向偏向预设路径右 方时，调整VK>\，VK，= V W*D，W= JI * a /180 ;当机器人行进方向偏向预设路径左方时，调整 VK〈H =Vk+W*D，W= * a /180,其中W为机器人中心点角速度，\为机器人左轮线速度，Vk为机器人右轮线速度，'，为调整后机器人左轮线速度，Vk，为调整后机器人右轮线速度。
[0013] 作为本发明的优选，所述步骤5. 2停车调整： 步骤5.2. I，校正偏移角度： 步骤5. 2. 1. 1，机器人停止当前运动并原地旋转a角度； 步骤5. 2. 2,校正偏移中心点距离： 步骤5.2.2. 1，小机器人停止当前运动并原地向二维码 中心所在方向旋转P角度，机器人中心在第一、第二象限时，
【权利要求】
1. 一种AGV机器人导引偏差校正方法，用于包括多个二维码标签、多个RFID标签、二维 码图像采集系统、RFID阅读系统、伺服电机系统、通讯系统和嵌入式工控板的AGV机器人路 径导航系统，其特征在于，在嵌入式工控板内初始设定机器人参考偏移角度aMf、机器人驱 动轮间距D、相邻二维码标签中心距离Ldm， 步骤1，机器人沿预设路径行驶，所述二维码图像采集系统和所述RFID阅读系统分别 采集第N个二维码标签信息和第N个RFID标签信息；第N个二维码标签信息包括机器人二 维码位置信息和机器人二维码状态图像信息，第N个RFID标签信息包括机器人RFID位置 f曰息，N=l，2，? ? ?n; 步骤2,所述二维码图像采集系统和所述RFID阅读系统分别读取第N个二维码标签信 息和第N个RFID标签信息，并经所述通讯系统送入嵌入式工控板解析第N个二维码标签 信息和第N个RFID标签信息； 步骤3,确认机器人当前地理位置：所述嵌入式工控板比较解析后的第N个机器人二维 码位置信息和解析后的第N个机器人RFID位置信息以确认机器人地理位置； 步骤4,确认机器人偏移情况：所述嵌入式工控板比较解析后的第N个机器人二维码状 态图像信息以确认机器人偏移情况； 步骤5,调整机器人路径：所述嵌入式工控板根据解析后的第N个机器人二维码状态图 像信息，判断选择步骤5. 1的差速调整或步骤5. 2的停车调整，以控制所述伺服电机系统校 正机器人行走方向，当机器人校正后行驶到第N+1个二维码标签或第N+1个RFID标签时， 再次从步骤1开始。
2. 根据权利要求1所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，所述步骤3 :当 解析后的第N个机器人二维码位置信息=解析后的第N个机器人RFID位置信息，确认机器 人地理位置为解析后的第N个机器人二维码位置信息或解析后的第N个机器人RFID位置 信息；当解析后的第N个机器人二维码位置信息尹解析后的第N个机器人RFID位置信息， 确认机器人地理位置为解析后的第N个机器人RFID位置信息。
3. 根据权利要求1所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，解析后的机器人 二维码状态图像信息包括用以构建机器人与二维码位置关系的二维坐标系信息、机器人偏 移二维码角度a和机器人偏移二维码中心距离AL。
4. 根据权利要求3所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，所述步骤4 :当 机器人偏移二维码角度a=〇度时，机器人保持原来状态行进，直到机器人行驶到第N+1个 二维码标签和第N+1个RFID标签处，再次从步骤1开始；当机器人偏移二维码角度a尹0 度时，执行步骤5。
5. 根据权利要求3所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，所述步骤5 : 所述嵌入式工控板比较第N个机器人偏移二位码角度a和机器人参考偏移角度aMf，当 a彡时，进入步骤5. 2停车调整；当a〈a时，所述嵌入式工控板判断机器人运动方 向和位置情况，进而选择进入步骤5. 1差速调整或步骤5. 2停车调整。
6. 根据权利要求5所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，机器人运动方向 和位置情况包括八种，机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第一象限；机 器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第二象限；机器人行进方向偏向预设路 径右方且机器人中心位于第三象限；机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于 第四象限；机器人行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第一象限；机器人行进方 向偏向预设路径左方且机器人中心位于第二象限；机器人行进方向偏向预设路径左方且机 器人中心位于第三象限；机器人行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第四象限。
7. 根据权利要求6所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，当所述机器人运 动方向和位置情况为以下任意一种时，进入步骤5. 1差速调整：机器人行进方向偏向预设 路径右方且机器人中心位于第一象限，机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位 于第四象限，机器人行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第二象限，机器人行进 方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第三象限；当所述机器人运动方向和位置情况为 以下任意一种时，进入步骤5. 2停车调整：机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中 心位于第二象限，机器人行进方向偏向预设路径右方且机器人中心位于第三象限，机器人 行进方向偏向预设路径左方且机器人中心位于第一象限，机器人行进方向偏向预设路径左 方且机器人中心位于第四象限。
8. 根据权利要求7所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，所述步骤5. 1差 速调整：当机器人行进方向偏向预设路径右方时，调整VK>\，VK，=VW*D，W=Ji*a/180 ;当 机器人行进方向偏向预设路径左方时，调整V/八，'，=VK+W*D，W= *a/180,其中W为机器 人中心点角速度，'为机器人左轮线速度，VK为机器人右轮线速度，'，为调整后机器人左 轮线速度，VK，为调整后机器人右轮线速度。
9. 根据权利要求7所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，所述步骤5. 2停 车调整： 步骤5.2. 1，校正偏移角度： 步骤5.2.1. 1，机器人停止当前运动并原地旋转a角度； 步骤5. 2. 2,校正偏移中心点距离： 步骤5.2.2. 1，机器人停止当前运动并原地向二维码中 心所在方向旋转0角度，机器人中心在第一、第二象限时，
，机器人中心在第三、第四象限时，
步骤5. 2. 2. 2,保持'=VK，机器人中心在第一、二象限时
，机 器人中心在第三、四象限
步骤5. 2. 2. 3,机器人停止当前运动并原地向二维码中心所在方向反向旋转0角度； 其中为机器人偏移二维码中心距离AL的X轴方向距离，也f为机器人偏移二维码 中心距离AL的Y轴方向距离，'为机器人左轮线速度，VK为机器人右轮线速度为机器 人行走距离。
10. 根据权利要求1所述的AGV机器人导引偏差校正方法，其特征在于，所述二维码标 签为DM码标签。
【文档编号】G05D1/02GK104407615SQ201410607249
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】何瑶瑶, 赵永胜, 余渊, 陈云雷, 曹克江, 施颖涌, 张颖, 潘吉亮 申请人:上海电器科学研究所（集团）有限公司, 湖州上电科电器科学研究有限公司, 上海赛晶机电设备工程有限公司, 上电科湖州电器科学研究院