一种基于视觉二维码的AGV定位系统及方法与流程

本发明涉及agv系统领域，具体的说是一种基于视觉二维码的agv定位系统及方法。

背景技术：

无人搬运车(automatedguidedvehicle，简称agv)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

agv以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，agv的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。

现有技术中，为小车标注指定地点大多采用彩色标记的方式，虽然成本较为低廉，但是如果想要精确表述各种信息是非常困难的，当使用的色彩较多时不同色彩之间的区别就会变小，受到周围环境光影响很可能出现误读的情况，造成agv系统运行出错。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于视觉二维码的agv定位系统及方法，通过位置码带和控制码带精确控制小车不断地对自身的运动姿态进行调整，从而准确地到达指定地点。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种基于视觉二维码的agv定位系统，所述agv包括小车，所述定位系统包括视觉读头和二维码带；

所述视觉读头固定设置在所述小车的上部或者下部，所述视觉读头共设置有两个或者多个，并且所有的所述视觉读头沿所述小车的前后方向分布，当所述视觉读头固定设置在所述小车的上部时所述二维码带固定设置在所述小车的上方，当所述视觉读头设置在所述小车的下部时所述二维码带固定设置在所述小车的下方；

所述二维码带包括固定设置的位置码带和控制码带，所述位置码带包括直线部分和转弯部分，所述控制码带对称地固定设置在所述转弯部分或每条位置码带开端处旁边，所述位置码带和所述控制码带上均设置有若干个沿长度方向均匀分布的二维码，任意两个所述二维码不相同。

优选的，所述视觉读头固定设置在所述小车的下部，所述二维码带固定设置在地面上。

优选的，所述视觉读头设置为两个，分别为第一视觉读头和第二视觉读头，所述第一视觉读头设置在所述小车的头部，所述第二视觉读头设置在所述小车的前部。

优选的，所述视觉读头设置为三个，分别为第一视觉读头、第二视觉读头和第三视觉读头，所述第一视觉读头设置在所述小车的头部，所述第二视觉读头设置在所述小车的前部，所述第三视觉读头设置在所述小车的中部或尾部，当所述第三视觉读头读取到所述二维码带时所述第二视觉读头失效。

优选的，所述位置码带与所述控制码带相互平行。

优选的，两个或者多个所述视觉读头均位于所述小车沿长度方向的中心线上。

优选的，以从所述小车的后方到前方的方向为y方向，以所述小车的宽度方向为x方向，所述位置码带用于输出y方向的绝对位置、x方向的偏移距离和偏移角度。

一种基于视觉二维码的agv定位系统的定位方法，包括如下步骤：

s1、将所述小车调整至对应所述位置码带，并且启动所述小车；

s2、所述小车移动过程中通过所述视觉读头实时读取所述位置码带和所述控制码带；

s3、所述小车根据所述视觉读头读取到的所述位置码带的信息获取当前位置信息；

s4、若所述视觉读头读取到所述控制码带，则所述小车获取控制信息，若所述视觉读头未读取到所述控制码带，则所述小车保持当前运行状态；

s5、所述小车根据所述位置信息和所述控制信息生成动作信息，并且按照所述动作信息进行动作。

优选的，所述位置信息包括绝对位置、偏移距离和偏移角度。

优选的，所述控制信息包括是否转弯、转弯角度和转弯半径。

本发明利用位置码带对小车的位置进行精确标定，利用控制码带提供小车的控制指令，使小车在移动过程中可以不断地对自身运动姿态进行调整，从而准确的到达指定地点。

【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，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明的小车结构侧视图；

图2是本发明的二维码带示意图。

附图标记：1-小车，2-第一视觉读头，3-第二视觉读头，4-第三视觉读头，5-位置码带，6-控制码带。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1和2，图1是本发明的小车结构侧视图，图2是本发明的二维码带示意图。

一种基于视觉二维码的agv定位系统，agv(自动导引运输车)包括小车1，定位系统包括视觉读头和二维码带。

视觉读头固定设置在小车1的上部或者下部，视觉读头共设置有两个或者多个，并且所有的视觉读头沿小车1的前后方向分布，当视觉读头固定设置在小车1的上部时二维码带固定设置在小车1的上方，当视觉读头设置在小车1的下部时二维码带固定设置在小车1的下方。

二维码带包括固定设置的位置码带5和控制码带6，位置码带5包括直线部分和转弯部分，控制码带6对称地固定设置在转弯部分或每条位置码带5开端处旁边，位置码带5和控制码带6上均设置有若干个沿长度方向均匀分布的二维码，任意两个二维码不相同。

本发明中，位置码带5用于引导小车1，防止其脱离和偏移，同时用于输出绝对位置，以实现对小车1的精准定位。控制码带6用于标记小车1需要进行判断的特殊位置，例如在分叉处用于标记位置码带5的方向选择，或者标记需要减速排队，或者标记需要转向等等。在agv系统投入使用之前，需要实现规划好路径并且设置好位置码带5和控制码带6，在本发明中位置码带5和控制码带6均设置为钢带，以延长其使用寿命。

考虑到gv系统的实际应用场景，在小车1上方设置二维码带的困难较高，因此优选的，将视觉读头固定设置在小车1的下部，二维码带固定设置在地面上。

在将视觉读头设置在小车1下部的基础上，本发明提供两种实施例。

实施例一。

视觉读头设置为两个，分别为第一视觉读头2和第二视觉读头3，第一视觉读头2设置在小车1的头部，第二视觉读头3设置在小车1的前部。

到达一个地点的时候，第一视觉读头2和第二视觉读头3分别读取到二维码带，两个视觉读头读取的数据可以相互校验，从而保证数据的准确性，特别是保证小车1角度的准确性。

实施例二。

视觉读头设置为三个，分别为第一视觉读头2、第二视觉读头3和第三视觉读头4，第一视觉读头2设置在小车1的头部，第二视觉读头3设置在小车1的前部，第三视觉读头4设置在小车1的中部或尾部，当第三视觉读头4读取到二维码带时第二视觉读头3失效。

因为在实际应用中，部分小车1的长度很长，如果仅仅利用第一视觉读头2和第二视觉读头3来判断小车1的姿态可能会出现较大的偏差，因此在实施例二中还设置了第三视觉读头3，如果小车1在移动过程中第三视觉读头4读取到了二维码带，则以第一视觉读头2和第三视觉读头4的数据为准，第二视觉读头3读取到的数据丢弃不用，即第二视觉读头3失效。在小车1很长的情况下第一视觉读头2和第三视觉读头4之间的间距更大，能够控制小车1前后摆动的角度更小，使停车更精准。

进一步的，位置码带5与控制码带6相互平行。可以保证视觉读头在读取位置码带5和控制码带6的时候能够以同一个姿态进行读取，从而提升读取的准确性。

进一步的，两个或者多个视觉读头均位于小车1沿长度方向的中心线上，以从小车1的后方到前方的方向为y方向，以小车1的宽度方向为x方向，位置码带5用于输出y方向的绝对位置、x方向的偏移距离和偏移角度。其中x方向的偏移距离的范围是±45mm，偏移角度提供全方向0～359°。控制码带6可以提供0～999共一千个控制码以标识不同的控制操作。

基于上述一种基于视觉二维码的agv定位系统，本发明还挺一种定位方法，包括s1至s5。

s1、将小车1调整至对应位置码带5，并且启动小车1。

s2、小车1移动过程中通过视觉读头实时读取位置码带5和控制码带6。

s3、小车1根据视觉读头读取到的位置码带5的信息获取当前位置信息。位置信息包括绝对位置、偏移距离和偏移角度。

s4、若视觉读头读取到控制码带6，则小车1获取控制信息，若视觉读头未读取到控制码带6，则小车1保持当前运行状态。

s5、小车1根据位置信息和控制信息生成动作信息，并且按照动作信息进行动作。控制信息包括是否转弯、转弯角度和转弯半径。

本发明利用位置码带5对小车1的位置进行精确标定，利用控制码带6提供小车1的控制指令，使小车1在移动过程中可以不断地对自身运动姿态进行调整，从而准确的到达指定地点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。