基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法及视觉导引车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法以及视觉导引车，包括视觉导引车车体，视觉导引车车体上安装有微型工控机、运动控制模块、辅助定位装置、RFID识别模块，微型工控机通过运动控制模块控制车体运动，其中，所述辅助定位装置包括一套装在滑杆上的滑块，伺服电机驱动滑杆旋转，从而带动滑块在滑杆上相对移动，滑块的底部安装有工业摄像机，所述的RFID识别模块用来识别RFID标签，所述的工业摄像机用来识别二维码标签。本发明可以精确的反馈出视觉导引车相对于二维码标签的位置，通过反馈视觉导引车相对于二维码标签的位置给服务器，服务器控制抓取机械手实现更加准确的抓取视觉引导车上的物品。
【专利说明】基于辅助定位装置的视觉导弓I车定位方法及视觉导弓I车
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于自动车辆导航技术，主要涉及一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法及视觉导引车。
[0003]
【背景技术】
[0004]随着工业自动化技术的发展，自动引导车(AGV)被广泛的采用，自动导引车能够按照指令的路线自动运行，不需要人为干涉，因此能够有效提高工业自动化，提高运输效率。
[0005]现有的自动引导车导航方法主要是磁条引导、激光引导等方法，但是这些方法都有自身的局限性，近年来，随着科技的发展，也出现了一些新的定位导航技术，如中国专利号CN201410296320.6所公布的基于二维码定位的自动引导车导航方法，该视觉导引方法能够有效的提高自动引导车的路径设计的柔性，但是由于二维码结构比较复杂，自动导引车在运动过程中采集到的图像是模糊的，无法直接识别，需要运动模糊图像复原，常用的运动模糊图像复原算法不仅非常耗时，影响自动导引车的实时性，而且图像复原效果不好，导致不能正常识别，使自动导引车不能正常定位，甚至会产生脱轨，造成不可避免的损失。
[0006]
【发明内容】
[0007]针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法及视觉导引车，可以更加快捷高效的识别基于二维码的定位模块，并且可以提尚自动导引车的定位精度。
[0008]为实现上述发明目的，本发明的技术方案是:
一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法，包括以下步骤:
步骤A)，为视觉导引车的应用场所的地面设定一个地面坐标系，在应用场所的地面上设置多张二维码标签，使二维码标签成网格状，每张二维码标签的前后左右均等距放置一个RFID标签，四个RFID标签分别存储相对于二维码标签的位置信息；
步骤B)，视觉导引车沿着轨迹向目标工位运动，当视觉导引车上的RFID识别模块采集到需要的RFID标签信息时，微型工控机通过运动控制模块控制伺服电机转动，伺服电机通过转动使滑块移动，从而使工业摄像机与视觉导引车产生相对位移，工业摄像机相对视觉导引车的运动速度相同，运动方向相反，运动控制模块记录滑块产生的位移；
步骤C)，当工业摄像机采集到的图像中包含二维码标签时，运动控制模块将此时滑块的位移反馈给微型工控机，微型工控机处理工业摄像机采集到的包含二维码标签的图像，得到视觉导引车此时的偏心量和偏航角，实现视觉导引车的实时纠偏控制，识别二维码标签，得到视觉导引车此时的位置信息；
在采集到的图像中，二维码标签中心与所采集的图像中心的两个差值分别是偏心量和偏差量，偏心量是视觉导引车偏离惯性引导车轨道的距离，偏差量是视觉导引车距离目标工位的偏差，偏航角是视觉导引车的车体与视觉导引车轨道之间的夹角；
步骤D)，当工业摄像机采集到包含目标工位二维码标签的图像时，微型工控机控制视觉导引车停止运动，并将上述得到的滑块的位移、偏心量和偏航角反馈给服务器，进而控制抓取目标点处视觉引导车上物品的机械手进行抓取物品动作。
[0009]所述步骤D)中，视觉引导车也可以根据滑块的位移、偏心量和偏航角三个参数做进一步的位置调整。
[0010]本发明还提供了一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法的视觉导引车，包括视觉导引车车体I，视觉导引车车体I上安装有微型工控机、运动控制模块2、辅助定位装置3、RFID识别模块4，微型工控机通过运动控制模块2控制车体I运动，其中，所述辅助定位装置3包括一套装在滑杆上的滑块8，伺服电机7驱动滑杆旋转，从而带动滑块8在滑杆上相对移动，滑块8的底部安装有工业摄像机9，所述的RFID识别模块4用来识别RFID标签5，所述的工业摄像机9用来识别二维码标签6;
还包括一与视觉引导车配套使用的地面坐标系，所述地面坐标系为视觉引导车的应用场所，应用场所的地面上设置多张二维码标签6，使二维码标签6成网格状，每张二维码标签6的前后左右均等距放置一个RFID标签5，四个RFID标签5分别存储相对于二维码标签6的位置信息；
视觉导引车I沿着轨迹向目标工位运动，当视觉导引车I上的RFID识别模块4采集到需要的RFID标签5信息时，微型工控机通过运动控制模块2控制伺服电机7转动，伺服电机7通过转动使滑块8移动，从而使工业摄像机9与视觉导引车车体I产生相对位移，工业摄像机9相对视觉导引车车体I的运动速度相同，运动方向相反，运动控制模块2记录滑块产生的位移;
当工业摄像机9采集到的图像中包含二维码标签6时，运动控制模块2将此时滑块8的位移反馈给微型工控机，微型工控机处理工业摄像机9采集到的包含二维码标签6的图像，得到视觉导引车车体I此时的偏心量和偏航角，实现视觉导引车车体I的实时纠偏控制，识别二维码标签6，得到视觉导引车车体I此时的位置信息；
在采集到的图像中，二维码标签6中心与所采集的图像中心的两个差值分别是偏心量和偏差量，偏心量是视觉导引车车体I偏离惯性引导车轨道的距离，偏差量是视觉导引车车体I距离目标工位的偏差，偏航角是视觉导引车车体I与视觉导引车轨道之间的夹角；
当视觉导引车到达目标工位时，微型工控机控制视觉导引车车体I停止运动，并将上述得到的滑块8的位移、偏心量和偏航角反馈给服务器，进而控制抓取目标点处视觉引导车上物品的机械手进行抓取物品动作。
[0011]所述视觉引导车车体I也可以根据滑块8的位移、偏心量和偏航角三个参数做进一步的位置调整。
[0012]本发明的有益效果是:
本发明专利所述的一种视觉导引车的辅助定位装置及方法可以在不需要运动模糊图像复原的情况下，识别场地上设置的二维码标签，通过运动控制模块记录的工业摄像机的运动距离，可以精确的反馈出视觉导引车相对于二维码标签的位置，通过反馈视觉导引车相对于二维码标签的位置给服务器，服务器控制抓取机械手实现更加准确的抓取视觉引导车上的物品。
[0013]
【附图说明】
[0014]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中:
图1是本发明专利的视觉导引车结构示意图；
图2是本发明专利的辅助定位标签的铺设示意图；
图3是本发明专利的视觉导引车俯视图；
图4是本发明专利的视觉导引车仰视图。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图对本发明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017]结合图1、图2、图3、图4对本发明说明如下:
本发明的一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法，包括以下步骤:
步骤A)，为视觉导引车的应用场所的地面设定一个地面坐标系，在应用场所的地面上设置多张二维码标签，使二维码标签成网格状，每张二维码标签的前后左右均等距放置一个RFID标签，四个RFID标签分别存储相对于二维码标签的位置信息；
步骤B)，视觉导引车沿着轨迹向目标工位运动，当视觉导引车上的RFID识别模块采集到需要的RFID标签信息时，微型工控机通过运动控制模块控制伺服电机转动，伺服电机通过转动使滑块移动，从而使工业摄像机与视觉导引车产生相对位移，工业摄像机相对视觉导引车的运动速度相同，运动方向相反，运动控制模块记录滑块产生的位移；
步骤C)，当工业摄像机采集到的图像中包含二维码标签时，运动控制模块将此时滑块的位移反馈给微型工控机，微型工控机处理工业摄像机采集到的包含二维码标签的图像，得到视觉导引车此时的偏心量和偏航角，实现视觉导引车的实时纠偏控制，识别二维码标签，得到视觉导引车此时的位置信息；
在采集到的图像中，二维码标签中心与所采集的图像中心的两个差值分别是偏心量和偏差量，偏心量是视觉导引车偏离惯性引导车轨道的距离，偏差量是视觉导引车距离目标工位的偏差，偏航角是视觉导引车的车体与视觉导引车轨道之间的夹角；
步骤D)，当工业摄像机采集到包含目标工位二维码标签的图像时，微型工控机控制视觉导引车停止运动，并将上述得到的滑块的位移、偏心量和偏航角反馈给服务器，进而控制抓取目标点处视觉引导车上物品的机械手进行抓取物品动作。
[0018]所述步骤D)中，视觉引导车也可以根据滑块的位移、偏心量和偏航角三个参数做进一步的位置调整。
[0019]—种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法的视觉导引车，包括视觉导引车车体I，视觉导引车车体I上安装有微型工控机、运动控制模块2、辅助定位装置3、RFID识别模块4，微型工控机通过运动控制模块2控制车体I运动，其中，所述辅助定位装置3包括一套装在滑杆上的滑块8，伺服电机7驱动滑杆旋转，从而带动滑块8在滑杆上相对移动，滑块8的底部安装有工业摄像机9，所述的RFID识别模块4用来识别RFID标签5，所述的工业摄像机9用来识别二维码标签6;
还包括一与视觉引导车配套使用的地面坐标系，所述地面坐标系为视觉引导车的应用场所，应用场所的地面上设置多张二维码标签6，使二维码标签6成网格状，每张二维码标签6的前后左右均等距放置一个RFID标签5，四个RFID标签5分别存储相对于二维码标签6的位置信息；
视觉导引车I沿着轨迹向目标工位运动，当视觉导引车I上的RFID识别模块4采集到需要的RFID标签5信息时，微型工控机通过运动控制模块2控制伺服电机7转动，伺服电机7通过转动使滑块8移动，从而使工业摄像机9与视觉导引车车体I产生相对位移，工业摄像机9相对视觉导引车车体I的运动速度相同，运动方向相反，运动控制模块2记录滑块产生的位移;
当工业摄像机9采集到的图像中包含二维码标签6时，运动控制模块2将此时滑块8的位移反馈给微型工控机，微型工控机处理工业摄像机9采集到的包含二维码标签6的图像，得到视觉导引车车体I此时的偏心量和偏航角，实现视觉导引车车体I的实时纠偏控制，识别二维码标签6，得到视觉导引车车体I此时的位置信息；
在采集到的图像中，二维码标签6中心与所采集的图像中心的两个差值分别是偏心量和偏差量，偏心量是视觉导引车车体I偏离惯性引导车轨道的距离，偏差量是视觉导引车车体I距离目标工位的偏差，偏航角是视觉导引车车体I与视觉导引车轨道之间的夹角；
当视觉导引车到达目标工位时，微型工控机控制视觉导引车车体I停止运动，并将上述得到的滑块8的位移、偏心量和偏航角反馈给服务器，进而控制抓取目标点处视觉引导车上物品的机械手进行抓取物品动作。所述视觉引导车车体I也可以根据滑块8的位移、偏心量和偏航角三个参数做进一步的位置调整。
[0020]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。
【主权项】
1.一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤A)，为视觉导引车的应用场所的地面设定一个地面坐标系，在应用场所的地面上设置多张二维码标签，使二维码标签成网格状，每张二维码标签的前后左右均等距放置一个RFID标签，四个RFID标签分别存储相对于二维码标签的位置信息； 步骤B)，视觉导引车沿着轨迹向目标工位运动，当视觉导引车上的RFID识别模块采集到需要的RFID标签信息时，微型工控机通过运动控制模块控制伺服电机转动，伺服电机通过转动使滑块移动，从而使工业摄像机与视觉导引车产生相对位移，工业摄像机相对视觉导引车的运动速度相同，运动方向相反，运动控制模块记录滑块产生的位移； 步骤C)，当工业摄像机采集到的图像中包含二维码标签时，运动控制模块将此时滑块的位移反馈给微型工控机，微型工控机处理工业摄像机采集到的包含二维码标签的图像，得到视觉导引车此时的偏心量和偏航角，实现视觉导引车的实时纠偏控制，识别二维码标签，得到视觉导引车此时的位置信息； 在采集到的图像中，二维码标签中心与所采集的图像中心的两个差值分别是偏心量和偏差量，偏心量是视觉导引车偏离惯性引导车轨道的距离，偏差量是视觉导引车距离目标工位的偏差，偏航角是视觉导引车的车体与视觉导引车轨道之间的夹角；步骤D)，当工业摄像机采集到包含目标工位二维码标签的图像时，微型工控机控制视觉导引车停止运动，并将上述得到的滑块的位移、偏心量和偏航角反馈给服务器，进而控制抓取目标点处视觉引导车上物品的机械手进行抓取物品动作。2.根据权利要求1所述的一种基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法，其特征在于，所述步骤D)中，视觉引导车也可以根据滑块的位移、偏心量和偏航角三个参数做进一步的位置调整。3.—种采用如权利要求1所述的基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法的视觉导引车，其特征在于，包括视觉导引车车体(1)，视觉导引车车体(I)上安装有微型工控机、运动控制模块(2)、辅助定位装置(3)、RFID识别模块(4)，微型工控机通过运动控制模块(2)控制车体(I)运动，其中，所述辅助定位装置(3)包括一套装在滑杆上的滑块(8)，伺服电机(7)驱动滑杆旋转，从而带动滑块(8)在滑杆上相对移动，滑块(8)的底部安装有工业摄像机(9)，所述的RFID识别模块(4)用来识别RFID标签(5)，所述的工业摄像机(9)用来识别二维码标签(6); 还包括一与视觉引导车配套使用的地面坐标系，所述地面坐标系为视觉引导车的应用场所，应用场所的地面上设置多张二维码标签(6)，使二维码标签(6)成网格状，每张二维码标签(6)的前后左右均等距放置一个RFID标签(5)，四个RFID标签(5)分别存储相对于二维码标签(6)的位置信息； 视觉导引车(I)沿着轨迹向目标工位运动，当视觉导引车(I)上的RFID识别模块(4)采集到需要的RFID标签(5)信息时，微型工控机通过运动控制模块(2)控制伺服电机(7)转动，伺服电机(7)通过转动使滑块(8)移动，从而使工业摄像机(9)与视觉导引车车体(I)产生相对位移，工业摄像机(9)相对视觉导引车车体(I)的运动速度相同，运动方向相反，运动控制模块(2)记录滑块产生的位移； 当工业摄像机(9)采集到的图像中包含二维码标签(6)时，运动控制模块(2)将此时滑块(8)的位移反馈给微型工控机，微型工控机处理工业摄像机(9)采集到的包含二维码标签(6)的图像，得到视觉导引车车体(I)此时的偏心量和偏航角，实现视觉导引车车体(I)的实时纠偏控制，识别二维码标签(6)，得到视觉导引车车体(I)此时的位置信息； 在采集到的图像中，二维码标签(6)中心与所采集的图像中心的两个差值分别是偏心量和偏差量，偏心量是视觉导引车车体(I)偏离惯性引导车轨道的距离，偏差量是视觉导引车车体(I)距离目标工位的偏差，偏航角是视觉导引车车体(I)与视觉导引车轨道之间的夹角； 当视觉导引车到达目标工位时，微型工控机控制视觉导引车车体(I)停止运动，并将上述得到的滑块(8)的位移、偏心量和偏航角反馈给服务器，进而控制抓取目标点处视觉引导车上物品的机械手进行抓取物品动作。4.根据权利要求3所述的基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法的视觉导引车，其特征在于，所述视觉引导车车体(I)也可以根据滑块(8)的位移、偏心量和偏航角三个参数做进一步的位置调整。
【文档编号】G05D1/02GK105929834SQ201610511125
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】罗哉, 唐颖奇, 王艳, 郭斌, 胡晓峰, 李冬
【申请人】中国计量大学