一种自动引导车定位方法及装置与流程

本发明实施例涉及定位技术，尤其涉及一种自动引导车定位方法及装置。

背景技术：

自动引导车(automatedguidedvehicles)是一种安装了自动引导装置、无需人工操作就能够按照指定路径行进的一种自动化设备，该装置可以用于自动货物装卸和搬运。经过几十年的发展，全世界自动引导车的保有量已达到16000套以上，国内也有越来越多的厂家开始投入到自动引导车的研发和制造中。而对于自动引导车而言，最为关键的技术是实现自动引导，而自动引导的基础是自动引导车定位。

目前自动引导车定位的主要方式有基于电磁定位、基于视觉定位以及基于激光定位等方式。其中，基于电磁定位是将金属导线事先埋入预定的位置，自动引导车行驶过程中识别特定的电磁信号来进行定位，但是其定位限定在金属导线铺设的位置，路径难以发生改变。基于视觉定位是用摄像头采集周围区域的图像，例如采集二维码，通过图像识别及处理得到周围环境的信息，确定所处位置。这种方法中二维码易发生磨损，影响定位。而且这种方法尚处于研究阶段，暂时没实现市场化。如何准确地实现自动引导车的定位，依然是值得研究的课题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种自动引导车定位方法及装置，以实现对自动引导车的准确定位。

第一方面，本发明实施例提供了一种自动引导车定位方法，该方法包括：

获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息；

在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中的第二数量的目标反射板的地理坐标信息，所述第二数量小于等于所述第一数量；

根据所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息，确定自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，在获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息之前，还包括：

获取区域内每个反射板对应的距离信息和角度信息；

根据所述每个反射板对应的距离信息和角度信息，以及所述自动引导车的至少一个移动信息计算所述每个反射板的地理坐标信息；

将所述每个地理坐标信息进行存储，得到所述区域的地理坐标系地图。

进一步的，所述根据所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息，确定自动引导车的地理坐标信息，包括：

根据所述自动引导车的位置信息，从所述第一数量的反射板中选取至少两组反射板，每组反射板包括至少三个目标反射板；

根据每组反射板中所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定所述每组反射板对应的自动引导车的地理坐标信息，得到所述至少两组反射板对应的至少两个目标地理坐标信息；

对所述至少两个目标地理坐标信息进行加权计算，得到自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，所述在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中的第二数量的目标反射板的地理坐标信息，包括：

在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中选取至少三个反射板作为目标反射板；

读取所述至少三个目标反射板的地理坐标信息；

相应的，所述根据所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息，确定自动引导车的地理坐标信息，包括：

根据所述至少三个目标反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的第一参考地理坐标信息；

根据所述第一参考地理坐标信息确定其余反射板的第二参考地理坐标信息，其中，所述其余反射板是指所述第一数量的反射板中除所述三个反射板外的其他反射板；

获取所述其余反射板的预设地理坐标信息；

当所述第二参考地理坐标信息与所述预设地理坐标信息之间的差值小于预设阈值时，将所述第一参考地理坐标信息确定为所述自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，还包括：

所述自动引导车接收遥控器发送的移动指令并按照所述移动指令中携带的移动信息进行移动，所述移动信息包括所述自动引导车移动的角速度及线速度。

第二方面，本发明实施例还提供了一种自动引导车定位装置，该装置包括：

信息获取模块，用于获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息；

坐标信息获取模块，用于在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中的第二数量的目标反射板的地理坐标信息，所述第二数量小于等于所述第一数量；

信息确定模块，用于根据所述目标反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，还包括地图建立模块，具体用于：

在获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息之前，获取区域内每个反射板对应的距离信息和角度信息；

根据所述每个反射板对应的距离信息和角度信息，以及所述自动引导车的至少一个移动信息计算所述每个反射板的地理坐标信息；

将所述每个地理坐标信息进行存储，得到所述区域的地理坐标系地图。

进一步的，所述信息确定模块，具体用于：

根据所述自动引导车的位置信息，从所述第一数量的反射板中选取至少两组反射板，每组反射板包括至少三个目标反射板；

根据每组反射板中所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定所述每组反射板对应的自动引导车的地理坐标信息，得到所述至少两组反射板对应的至少两个目标地理坐标信息；

对所述至少两个目标地理坐标信息进行加权计算，得到自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，所述坐标信息获取模块具体用于：

在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中选取至少三个反射板作为目标反射板；

读取所述至少三个目标反射板的地理坐标信息；

相应的，所述信息确定模块具体用于：

根据所述至少三个目标反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的第一参考地理坐标信息；

根据所述第一参考地理坐标信息确定其余反射板的第二参考地理坐标信息，其中，所述其余反射板是指所述第一数量的反射板中除所述三个反射板外的其他反射板；

获取所述其余反射板的预设地理坐标信息；

当所述第二参考地理坐标信息与所述预设地理坐标信息之间的差值小于预设阈值时，将所述第一参考地理坐标信息确定为所述自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，还包括：所述自动引导车接收遥控器发送的移动指令并按照所述移动指令中携带的移动信息进行移动，所述移动信息包括所述自动引导车移动的角速度及线速度。

本发明实施例通过利用在自动引导车上安装激光雷达的方式，利用激光雷达扫描到的反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的地理坐标信息，可以实现对自动引导车的实时位置的计算，具有较高的定位精度。

附图说明

图1a为本发明实施例一提供的一种自动引导车定位方法的流程图；

图1b是本发明实施例一提供的一种激光雷达与自动引导车安装示意图；

图1c是本发明实施例一提供的反射板分布示意图；

图1d是本发明实施例一提供的一种自动引导车地理坐标信息计算方式示意图；

图1e是本发明实施例一提供的一种坐标信息示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种自动引导车定位方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种自动引导车定位方法的流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种自动引导车定位装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1a为本发明实施例一提供的一种自动引导车定位方法的流程图，本实施例可适用于利用激光雷达对自动引导车进行定位的情况，该方法具体包括如下步骤：

s110、获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息。

其中，工作在红外和可见光波段的，以激光为工作光束的雷达称为激光雷达,激光雷达可以采用多种类型的，示例性地，本发明实施例中可以采用基于飞行时间原理的激光雷达，能够获得更加精准的距离和角度信息，提供高质量的原始数据。激光雷达主要包含激光雷达传感器和定位模块两部分。其中，定位模块作为本发明实施例的核心模块，是整个发明实施例中承担解析自动引导车下发的指令、执行相应的操作以及反馈相应的信息的功能。图1b是本发明实施例一提供的一种激光雷达与自动引导车安装示意图，如图1b所示，可将激光雷达安装在自动引导车上，利用反射板的信息确定自动引导车的信息。可利用激光雷达进行扫描，可根据反射率判断反射板所在的位置，图1b中亮度较高的激光光束则代表的是由反射板反射造成的，而亮度较低、光束较窄的光束则是区域内其他物体反射造成的。第一数量为激光扫描范围内反射板的数量，例如可以是5个。反射板的距离信息及角度信息可以通过读取雷达检测的数据进行获得。示例性地，图1c是本发明实施例一提供的反射板分布示意图，如图1c所示，激光雷达当前扫描范围内包含5个反射板10，可获取反射板的距离信息和角度信息。

s120、在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中的第二数量的目标反射板的地理坐标信息。

其中，所述第二数量小于等于所述第一数量。

其中，地理坐标系地图可以是在对自动引导车进行定位之前建立的地理坐标系地图，也可以是根据测量反射板在区域内的位置确定的地理坐标系地图。该区域可以为厂房等。从激光雷达扫描到的第一数量的反射板中选取第二数量的目标反射板，第二数量小于等于所述第一数量，第二数量不小于3个。例如，第一数量可以为5个，第二数量可以为3个，读取所述3个反射板的地理坐标信息。

s130、根据所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息，确定自动引导车的地理坐标信息。

其中，可以根据第二数量的目标反射板确定自动引导车在区域范围内的地理坐标信息。示例性地，假设第二数量为3，图1d是本发明实施例一提供的一种自动引导车地理坐标信息计算方式示意图，其中，(x1,y1)、(x2,y2)及(x3,y3)是3个反射板的地理坐标信息，d1、d2及d3是激光雷达与反射板之间的距离，可通过反射板的距离信息及角度信息计算得到。根据几何关系，可以得到以下公式：

通过上述公式计算所得到的(x,y)便是自动引导车的地理坐标信息。

本实施例的技术方案，通过利用在自动引导车上安装激光雷达的方式，利用激光雷达扫描到的反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的地理坐标信息，可以实现对自动引导车的实时位置的计算，具有较高的定位精度。

在上述技术方案的基础上，在获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息之前，还包括：

获取区域内每个反射板对应的距离信息和角度信息；

根据所述每个反射板对应的距离信息和角度信息，以及所述自动引导车的至少一个移动信息计算所述每个反射板的地理坐标信息；

优选的，所述自动引导车接收遥控器发送的移动指令并按照所述移动指令中携带的移动信息进行移动，所述移动信息包括所述自动引导车移动的角速度及线速度。

将所述每个地理坐标信息进行存储，得到所述区域的地理坐标系地图。

其中，建立地理坐标系地图的过程可以相当于建立地图过程，可以称为map过程，map功能是自动引导车定位系统中的一个重要功能，可以在多种情况下执行该功能，例如可以是在首次进入该区域时，或当反射板位置发生变化或反射板发生替换时，利用激光雷达采集的数据计算各个反射板的地理坐标信息，作为对自动引导车定位时的参考。具体过程可以是：将装有激光雷达的自动引导车驶入区域内，将自动引导车首次当前位置作为坐标原点(0,0)，每进行一次移动，激光雷达位于当前位置时，360度的旋转范围内，获取可以扫描到的反射板的距离信息和角度信息。优选地，自动引导车可以接收遥控器发送的移动指令，移动信息可以包括自动引导车的角速度和线速度，可以控制自动引导车以某速度向某方向进行移动。最终获取区域内所有反射板对应的距离信息和角度信息，并利用自动引导车的移动信息确定自动引导车确定的当前位置信息，进而获得反射板的地理坐标信息。图1e是本发明实施例一提供的一种坐标信息示意图，如图1e所示，(x，y，phi)为自动引导车在地理坐标系中的位置，(r,theta)为雷达扫描到反射板的距离信息和角度信息，(x,y)为(r,theta)解算到雷达坐标系下的反射板的位置。通过以下坐标变换可以求得反射板在地理坐标系中的位置。

xw＝x+xcos(phi)-ysin(phi)

yw＝y+xsin(phi)+ycos(phi)

在建立地理坐标地图时，根据已知(x，y，phi)可以计算出反射板的地理坐标信息(xw,yw)。将所有反射板的地理坐标信息进行存储，得到地理坐标地图。在对自动引导车定位之前对反射板地理坐标信息进行计算，作为自动引导车坐标信息确定的基础，便于实现更加准确地获得定位信息。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种自动引导车定位方法的流程图，本发明实施例是在上述实施例的基础上进行优化，对“根据所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息，确定自动引导车的地理坐标信息”进行了进一步优化，该方法具体包括以下步骤：

s210、获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息。

s220、在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中的第二数量的目标反射板的地理坐标信息。

s230、根据所述自动引导车的位置信息，从所述第一数量的反射板中选取至少两组反射板，每组反射板包括至少三个目标反射板。

其中，对进行反射板进行分组，每组至少包括三个目标反射板。示例性地，自动引导车当前位置，激光雷达扫描到的反射板的数量为5，可以将5个反射板任意组合，每个反射板均能重复选择，每3个反射板构成一组，进行自动引导车的地理坐标信息的确定。

s240、根据每组反射板中所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定所述每组反射板对应的自动引导车的地理坐标信息，得到所述至少两组反射板对应的至少两个目标地理坐标信息。

其中，可以针对每组计算自动引导车的地理坐标信息，可以得知，得到自动引导车的目标地理坐标信息的个数与分组的个数相同。

s250、对所述至少两个目标地理坐标信息进行加权计算，得到自动引导车的地理坐标信息。

其中，将计算得到的所有目标地理坐标信息进行加权计算，每个目标地理坐标信息的权重可根据实际情况进行设定，例如可以考虑计算目标地理坐标信息时选取的反射板的位置进行设定，例如由于距离近时，激光雷达的测量数据会更加准确，因此可以将离自动引导车位置较近的反射板组设定较大的权重，离自动引导车位置较远的反射板组设定较小的权重。也可以采用求平均值的方式进行计算，最终得到自动引导车的地理坐标信息。

本发明实施例通过将反射板进行分组的方式，对每组进行自动引导车的目标地理坐标信息的确定，再对目标地理坐标信息进行加权计算，确定自动引导车的地理坐标信息，综合考虑激光雷达扫描范围内的反射板位置信息，采用加权的方式使自动引导车的地理坐标信息结果更加精准。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种自动引导车定位方法的流程图，本发明实施例是在上述实施例的基础上进行了进一步优化，对“在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中的第二数量的目标反射板的地理坐标信息”以及“所述根据所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息，确定自动引导车的地理坐标信息”进行了进一步优化，该方法具体包括以下步骤：

s310、获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息。

s320、在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中选取至少三个反射板作为目标反射板。

s330、读取所述至少三个目标反射板的地理坐标信息。

s340、根据所述至少三个目标反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的第一参考地理坐标信息。

其中，利用第一数量的反射板中选取的至少三个确定一个自动引导车的第一参考地理坐标信息，示例性地，第一数量可以是5个，从5个反射板中选取3个作为目标反射板，从5个反射板中任意选取3个进行自动引导车的定位计算，得到第一参考地理坐标信息。优选地，选取目标反射板时可以考虑选取距离自动引导车较近的反射板，或者是分布较好的反射板。

s350、根据所述第一参考地理坐标信息确定其余反射板的第二参考地理坐标信息。

其中，所述其余反射板是指所述第一数量的反射板中除所述三个反射板外的其他反射板。

s360、获取所述其余反射板的预设地理坐标信息。

s370、当所述第二参考地理坐标信息与所述预设地理坐标信息之间的差值小于预设阈值时，将所述第一参考地理坐标信息确定为所述自动引导车的地理坐标信息。

其中，根据已计算好的第一参考地理坐标信息确定其余反射板的第二参考地理坐标信息，示例性地，通过5个反射板中的3个反射板距离信息、角度信息及地理坐标信息确定了自动引导车的第一参考地理坐标信息。若计算准确，则可其余的反射板的位置都应该与预设信息相符。因此，再利用第一参考地理坐标信息确定另外两个反射板的第二参考地理坐标信息。反射板的预设地理坐标信息可以从地理坐标系地图中读取，预设阈值可以由实际需求进行确定，设定时可以考虑激光雷达的扫描精度等因素。当第二参考地理坐标信息与预设地理坐标信息之间的差值小于预设阈值时，则可以说明第二参考地理坐标信息与预设地理坐标信息较接近，说明前述计算的地理参考坐标信息准确度较高，则将第一参考地理坐标信息确定为自动引导车的地理坐标信息。若差值大于预设阈值时，可另外选取3个反射板进行计算，重复上述过程，若计算结果中，差值小于预设阈值的次数超过预设次数时，也可以确定计算准确，则可采用几次计算结果的加权计算确定最终的地理参考坐标信息，可以将差值大于预设阈值的计算结果附以较小的权重，增加计算结果的准确性。

本发明实施例采用激光雷达扫描到的第一数量中的至少三个反射板的信息计算自动引导车的地理坐标信息，再利用其余反射板对计算结果进行验证，增加计算结果的准确性，使自动引导车的定位计算更加准确。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种自动引导车定位装置结构示意图，该装置包括信息获取模块410、坐标信息获取模块420及信息确定模块430：

信息获取模块410，用于获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息；

坐标信息获取模块420，用于在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中的第二数量的目标反射板的地理坐标信息，所述第二数量小于等于所述第一数量；

信息确定模块430，用于根据所述目标反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，还包括地图建立模块，具体用于：

在获取激光雷达扫描的第一数量的反射板的距离信息及角度信息之前，获取区域内每个反射板对应的距离信息和角度信息；

根据所述每个反射板对应的距离信息和角度信息，以及所述自动引导车的至少一个移动信息计算所述每个反射板的地理坐标信息；

将所述每个地理坐标信息进行存储，得到所述区域的地理坐标系地图。

进一步的，所述信息确定模块430，具体用于：

根据所述自动引导车的位置信息，从所述第一数量的反射板中选取至少两组反射板，每组反射板包括至少三个目标反射板；

根据每组反射板中所述目标反射板对应的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定所述每组反射板对应的自动引导车的地理坐标信息，得到所述至少两组反射板对应的至少两个目标地理坐标信息；

对所述至少两个目标地理坐标信息进行加权计算，得到自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，所述坐标信息获取模块420具体用于：

在地理坐标系地图中读取所述第一数量的反射板中选取至少三个反射板作为目标反射板；

读取所述至少三个目标反射板的地理坐标信息；

相应的，所述信息确定模块430具体用于：

根据所述至少三个目标反射板的距离信息、角度信息及地理坐标信息确定自动引导车的第一参考地理坐标信息；

根据所述第一参考地理坐标信息确定其余反射板的第二参考地理坐标信息，其中，所述其余反射板是指所述第一数量的反射板中除所述三个反射板外的其他反射板；

获取所述其余反射板的预设地理坐标信息；

当所述第二参考地理坐标信息与所述预设地理坐标信息之间的差值小于预设阈值时，将所述第一参考地理坐标信息确定为所述自动引导车的地理坐标信息。

进一步的，还包括：所述自动引导车接收遥控器发送的移动指令并按照所述移动指令中携带的移动信息进行移动，所述移动信息包括所述自动引导车移动的角速度及线速度。

上述自动引导车定位装置可执行本发明任意实施例所提供的自动引导车定位方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。