CN107562059A - 一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能设备控制领域，具体涉及一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，包含智能小车，所述智能小车包含行走装置、驱动装置、电源部件，还包含主导航装置，所述主导航装置包含帖设在地面上的轨迹贴条，所述轨迹贴条上贴设有内含坐标信息的中心标签，所述智能小车上还设有用于扫描识别所述轨迹贴条与所述中心标签的识别镜头。本发明的目的是提供一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，使用循迹装置作为主导航，可靠性高，采用二维码坐标系统，灵活性强，整个系统成本可控，利于推广。

Description

一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统

技术领域

本发明涉及智能设备控制领域，具体涉及一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统。

背景技术

随着物流仓储行业的发展和自动化技术的成熟,AGV设备在工业自动化现场,自动化生产线得到了大量的运用。AGV Automated Guided Vehicle，意即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它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，AGV属于轮式移动机器人。

在AGV的研发和使用中，主要包含机械总成和通信总成，机械总成包含小车的行走装置、转向装置、举升装置等，而通信总成则是通过通信网络来获知系统派发的运输任务，并根据多种室内定位技术感知自身位置信息，从而通过计算来制定自行运输的路径规划，并执行运输任务，从而完成自动化生产线上的物资搬运工作。在AGV在现场,例如室内仓库进行运输任务时,需要时刻获取自身的定位数据,从而感知自身位置信息,通过计算来制定自行运输的路径规划,完成运输任务,因此,AGV的定位和导航模块使AGV的研发和设计重点之一。

在现有技术中， 定位技术，尤其是室内定位技术，常常采用地面轨迹导航的技术方案。由于在市内，GPS信号弱，定位不可靠，而地面轨迹可靠性高。但是这样的技术方案也同样存在缺陷，该种导航机制只能限定AGV在固定路线上的行走，适合于固定场所和固定目标的任务执行模式，不利于柔性化制造场所，以及对业务变更有很高要求的电商仓储领域的应用。

因此，人们对其他的导航技术方案进行了研发，尤其是基于激光导航的AGV系统，但是基于激光导航的AGV系统，是依赖激光线阵雷达或者激光面阵雷达，通过测量AGV设备与标志物或者固定式障碍物的距离，构建基于AGV视角的地图模型，然后根据系统指派的任务执行相关运动动作。为了在任意时刻能够对自身有很好的定位，需要AGV系统中的激光雷达能够在任意时刻可以扫描到三点以上的标志物或者固定式障碍物。因此在工厂或者电商仓储等比较空旷的环境下，通常要求激光雷达的测量距离在米以上，并且水平分辨率越高越好、水平视野越广阔越好，满足这种技术要求的激光雷达动辄在上万元甚至五万元以上的成本，成本昂贵，难以大规模普及。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，使用循迹装置作为主导航，可靠性高，采用二维码坐标系统，灵活性强，整个系统成本可控，利于推广。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，包含智能小车，所述智能小车包含行走装置、驱动装置、电源部件，还包含主导航装置，所述主导航装置包含帖设在地面上的轨迹贴条，所述轨迹贴条上贴设有内含坐标信息的中心标签，所述智能小车上还设有用于扫描识别所述轨迹贴条与所述中心标签的识别镜头。

作为本发明的优选，所述智能小车上还设有惯性导航装置，所述惯性导航装置包含惯性导航传感器，所述惯性导航传感器为三轴陀螺仪或三轴加速度计或三轴地磁传感器。

作为本发明的优选，：所述轨迹贴条包含多条轨迹横条和多条轨迹竖条，多条所述轨迹横条和多条所述轨迹竖条相互垂直，所述中心标签帖设在所述轨迹横条和所述轨迹竖条的交叉点位置。

作为本发明的优选，所述中心标签为二维码标签。

在本技术方案中，所述轨迹贴条作为了主导航装置，利用循迹导航的可靠性，系统中AGV，即所述智能小车的运动和任务执行以循迹为主，这样即使轨迹施工有所偏差，但经过这个偏差点之后，其影响面不会累计到后续的导航效果，执行非常可靠。而另一方面，所述中心标签，即二维码坐标系统成为了导航方案的补充。利用二维码坐标系统带来的系统执行灵活性，将在空间坐标点粘贴带有坐标信息的二维码，被所述智能小车的所述识别镜头识别到。需要说明的是，在本案中，所述识别镜头仅需要识别二维码的坐标信息，并需要不识别该二维码带来的中心偏移和角度偏移信息，因此对二维码粘贴和维护极大地放宽要求，从而降低了系统实施和维护难度。

在本技术方案中,用光学轨迹条或者磁性轨迹条按照坐标线的方式贴满整个空间，形成相互垂直的轨迹横条和轨迹竖条,并在轨迹交叉点贴上带有坐标信息的二维码，即中心标签,用以指示AGV设备该交叉点的具体空间坐标，虽然施工工程量有所增加，但整个系统的施工工程对精度要求降低非常多，并没有提出特别的施工精度要求。

所述智能小车除了通过所述轨迹贴条和所述中心标签获得定位坐标外，还通过惯性导航装置获得数据。具体的，所述智能小车内置惯性导航传感器，如陀螺仪、加速度计、地磁等，从而在地面轨迹或者二维码有破损或者丢失情况下，能够保持运动参数，重新等待捕捉良好的轨迹或者二维码出现，从而进一步降低系统运行的维护难度，提高系统容错率。

作为本发明的优选，所述智能小车底面设有所述识别镜头和用于为所述识别镜头提供补光光线的补光灯。

作为本发明的优选，所述补光灯为多个，位于所述识别镜头的外侧。

作为本发明的优选，所述识别镜头和所述补光灯下方设有透镜，所述透镜包含透光部和位于所述透光部外侧的磨砂部。

作为本发明的优选，所述智能小车底面还设有清洁装置，所述清洁装置包含有由弹性材料制成的弹性基座、设置在所述弹性基座上且倾斜延伸的斜刮板和设在所述弹性基座上的毛刷。

当所述智能小车在移动时，需要使用所述识别镜头扫描地上的所述轨迹横条和所述中心标签，但是由于所述识别镜头往往设置在所述智能小车的底面，光线不佳，为了获得较好的视场视角，需要使用所述补光灯进行补光。

一般的，所述补光灯可以设置为多个，设在所述识别镜头的外侧。本案中，特设所述透镜。所述透镜的中部为透光部，正对所述识别镜头的下方，使得所述识别镜头获得透明清晰的视野。而所述透光部的外侧为磨砂部，正对所述补光灯的下方，使得周边一圈的所述补光灯，即LED灯透过磨砂玻璃之后变成漫反射的环境光，而不是直射的点光源，避免由于在所述中心标签和所述轨迹贴条反光，从而影响所述识别镜头的画面捕捉。

当所述智能小车移动过所述轨迹贴条和所述中心标签后，所述清洁装置会自动对贴条和标签进行清洁。具体的，所述斜刮板对污垢进行刮除，所述毛刷对贴条和标签上的灰尘进行除尘，从而提升所述识别镜头对于所述轨迹贴条和所述中心标签的识别率。

作为本发明的优选，所述智能小车设有所述识别镜头，所述识别镜头下方设有可滑动的防尘装置。

作为本发明的优选，所述防尘装置包含固定框、滑动连接在所述固定框上的滑动板和开设在所述滑动板上的矩形槽，所述矩形槽中设有滤网。

作为本发明的优选，所述智能小车上设有安装板，所述识别镜头和用于吹风的吹风管都设在所述安装板上。

作为本发明的优选，所述滑动板至少为两块，在两块所述滑动板相对的侧面上用于彼此固定连接的连接插片。

作为本发明的优选，所述连接插片包含用于将所述吹风管的风流反弹向所述识别镜头的反弹上扬部，所述反弹上扬部按远离所述滑动板方向逐渐向上方倾斜延伸。

作为本发明的优选，所述滑动板上设有由弹性材料制成的碰撞凸体，所述碰撞凸体呈半球形。

所述智能小车的行走装置、举升装置、驱动装置、电源部件等部件都和现有技术中相同，可不做过多的改进。在本案中，识别镜头用于识别所述中心标签和所述轨迹贴条。所述滑动板可在所述固定框上水平滑动，当所述智能小车处于行走状态时，所述滑动板滑开，而在静止状态的时候，可以使得所述滑动板合上。所述滑动板上开设有多个矩形槽，其中设有滤网，起到保护镜头，过滤粉尘的作用。而在所述滑动板的侧端设有多个所述碰撞凸体，所述碰撞凸体有着两个作用，一方面，在两个相对的所述滑动板合上的时候起到保护和缓冲的作用。另一方面，所述碰撞凸体也是一个感应部件，当感应到碰触时所述滑动板就停止滑动。

在所述滑动板的侧面还设有连接插片和与之匹配的插槽，当所述滑动板合上时，所述连接插片进入所述插槽，完成固定。

在所述连接插片上的反弹上扬部，还存在一个风力反弹的作用，当所述吹风管上的风力吹出时，碰撞到所述反弹上扬部，风路会回弹，吹向所述识别镜头，有助镜头的清洁。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

1.系统中智能小车，即AGV的运动和任务执行以循迹为主，这样即使轨迹施工有所偏差，但经过这个偏差点之后，其影响面不会累计到后续的导航效果，执行可靠。

2、通过扫描地面的中心标签，获取当前的位置信息。

3、系统通过惯性导航装置获知的运动参数/姿态信息，融合空间定位信息，进行融合算法，从而感知自身设备的完全定位及其姿态信息，灵活程度高。

4、透镜能对补光灯的光源进行处理，避免光线反射影响识别镜头的画面捕捉。

5、清洁装置能自动对经过的轨迹贴条和中心标签进行清洁。

附图说明：

图1是实施例1中轨迹贴条和中心标签的布置示意图；

图2是智能小车上各部件的安装示意图；

图3是图2A处的放大图；

图4是实施例2中识别镜头与清洁装置的示意图。

图中：

1、主导航装置，11、轨迹横条，12、轨迹竖条，2、中心标签，3、安装板，4、识别镜头，41、补光灯，42、透镜，421、磨砂部，422、透光部，5、防尘装置，51、固定框，52、滑动板，53、矩形槽，6、吹风管，7、碰撞凸体，8、连接插片，81、反弹上扬部，9、清洁装置，91、弹性基座，92、斜刮板，93、毛刷。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1所示，一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，包含智能小车，智能小车包含行走装置、驱动装置、电源部件，还包含主导航装置1，主导航装置1包含帖设在地面上的轨迹贴条，轨迹贴条上贴设有内含坐标信息的中心标签2，智能小车上还设有用于扫描识别轨迹贴条与中心标签2的识别镜头4，智能小车上还设有惯性导航装置。惯性导航装置包含惯性导航传感器，惯性导航传感器为三轴陀螺仪或三轴加速度计或三轴地磁传感器。轨迹贴条包含多条轨迹横条11和多条轨迹竖条12，多条轨迹横条11和多条轨迹竖条12相互垂直，中心标签2帖设在轨迹横条11和轨迹竖条12的交叉点位置。中心标签2为二维码标签。

在本技术方案中，轨迹贴条作为了主导航装置，利用循迹导航的可靠性，系统中AGV，即智能小车的运动和任务执行以循迹为主，这样即使轨迹施工有所偏差，但经过这个偏差点之后，其影响面不会累计到后续的导航效果，执行非常可靠。而另一方面，中心标签，即二维码坐标系统成为了导航方案的补充。利用二维码坐标系统带来的系统执行灵活性，将在空间坐标点粘贴带有坐标信息的二维码，被智能小车的识别镜头识别到。需要说明的是，在本案中，识别镜头仅需要识别二维码的坐标信息，并需要不识别该二维码带来的中心偏移和角度偏移信息，因此对二维码粘贴和维护极大地放宽要求，从而降低了系统实施和维护难度。

在本技术方案中,用光学轨迹条或者磁性轨迹条按照坐标线的方式贴满整个空间，形成相互垂直的轨迹横条11和轨迹竖条12,并在轨迹交叉点贴上带有坐标信息的二维码，即中心标签2,用以指示AGV设备该交叉点的具体空间坐标，虽然施工工程量有所增加，但整个系统的施工工程对精度要求降低非常多，并没有提出特别的施工精度要求。

智能小车除了通过轨迹贴条和中心标签2获得定位坐标外，还通过惯性导航装置获得数据。具体的，智能小车内置惯性导航传感器，如陀螺仪、加速度计、地磁等，从而在地面轨迹或者二维码有破损或者丢失情况下，能够保持运动参数，重新等待捕捉良好的轨迹或者二维码出现，从而进一步降低系统运行的维护难度，提高系统容错率。

智能小车设有识别镜头4，识别镜头4下方设有可滑动的防尘装置5。防尘装置5包含固定框51、滑动连接在固定框51上的滑动板52和开设在滑动板52上的矩形槽53，矩形槽53中设有滤网。智能小车上设有安装板3，识别镜头4和用于吹风的吹风管6都设在安装板3上。滑动板52至少为两块，在两块滑动板52相对的侧面上用于彼此固定连接的连接插片8。连接插片8包含用于将吹风管6的风流反弹向识别镜头4的反弹上扬部81，反弹上扬部81按远离滑动板52方向逐渐向上方倾斜延伸。滑动板52上设有由弹性材料制成的碰撞凸体7，碰撞凸体7呈半球形。智能小车的行走装置、举升装置、驱动装置、电源部件等部件都和现有技术中相同，可不做过多的改进。在本案中，识别镜头4用于识别中心标签2和轨迹贴条。滑动板52可在固定框51上水平滑动，当智能小车处于行走状态时，滑动板52滑开，而在静止状态的时候，可以使得滑动板52合上。滑动板52上开设有多个矩形槽53，其中设有滤网，起到保护镜头，过滤粉尘的作用。而在滑动板52的侧端设有多个碰撞凸体7，碰撞凸体7有着两个作用，一方面，在两个相对的滑动板52合上的时候起到保护和缓冲的作用。另一方面，碰撞凸体7也是一个感应部件，当感应到碰触时滑动板52就停止滑动。

在滑动板52的侧面还设有连接插片8和与之匹配的插槽，当滑动板52合上时，连接插片8进入插槽，完成固定。在连接插片8上的反弹上扬部81，还存在一个风力反弹的作用，当吹风管6上的风力吹出时，碰撞到反弹上扬部81，风路会回弹，吹向识别镜头4，有助镜头的清洁。

实施例2，如图4所示，智能小车底面设有识别镜头4和用于为识别镜头4提供补光光线的补光灯41。补光灯41为多个，位于识别镜头4的外侧。识别镜头4和补光灯41下方设有透镜42，透镜42包含透光部422和位于透光部422外侧的磨砂部421。

智能小车底面还设有清洁装置9，清洁装置9包含有由弹性材料制成的弹性基座91、设置在弹性基座91上且倾斜延伸的斜刮板92和设在弹性基座91上的毛刷93。

当智能小车在移动时，需要使用识别镜头4扫描地上的轨迹横条和中心标签，但是由于识别镜头4往往设置在智能小车的底面，光线不佳，为了获得较好的视场视角，需要使用补光灯41进行补光。

一般的，补光灯41可以设置为多个，设在识别镜头4的外侧。本案中，特设透镜42。透镜42的中部为透光部422，正对识别镜头4的下方，使得识别镜头4获得透明清晰的视野。而透光部422的外侧为磨砂部421，正对补光灯41的下方，使得周边一圈的补光灯41，即LED灯透过磨砂玻璃之后变成漫反射的环境光，而不是直射的点光源，避免由于在中心标签2和轨迹贴条反光，从而影响识别镜头4的画面捕捉。

当智能小车移动过轨迹贴条和中心标签2后，清洁装置9会自动对贴条和标签进行清洁。具体的，斜刮板92对污垢进行刮除，毛刷93对贴条和标签上的灰尘进行除尘，从而提升识别镜头4对于轨迹贴条和中心标签的识别率。

Claims (10)

1.一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，包含智能小车，所述智能小车包含行走装置、驱动装置、电源部件，其特征在于，还包含主导航装置（1），所述主导航装置（1）包含帖设在地面上的轨迹贴条，所述轨迹贴条上贴设有内含坐标信息的中心标签（2），所述智能小车上还设有用于扫描识别所述轨迹贴条与所述中心标签（2）的识别镜头（4）。

2.根据权利要求1所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于：所述智能小车上还设有惯性导航装置，所述惯性导航装置包含惯性导航传感器，所述惯性导航传感器为三轴陀螺仪或三轴加速度计或三轴地磁传感器。

3.根据权利要求1所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于：所述轨迹贴条包含多条轨迹横条（11）和多条轨迹竖条（12），多条所述轨迹横条（11）和多条所述轨迹竖条（12）相互垂直，所述中心标签（2）帖设在所述轨迹横条（11）和所述轨迹竖条（12）的交叉点位置。

4.根据权利要求3所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于：所述中心标签（2）为二维码标签。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于: 所述智能小车底面设有所述识别镜头（4）和用于为所述识别镜头（4）提供补光光线的补光灯（41）。

6.根据权利要求5所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于: 所述补光灯（41）为多个，位于所述识别镜头（4）的外侧。

7.根据权利要求6所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于:所述识别镜头（4）和所述补光灯（41）下方设有透镜（42），所述透镜（42）包含透光部（422）和位于所述透光部（422）外侧的磨砂部（421）。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于:所述智能小车底面还设有清洁装置（9），所述清洁装置（9）包含有由弹性材料制成的弹性基座（91）、设置在所述弹性基座（91）上且倾斜延伸的斜刮板（92）和设在所述弹性基座（91）上的毛刷（93）。

9.根据权利要求8所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于：所述智能小车设有所述识别镜头（4），所述识别镜头（4）下方设有可滑动的防尘装置（5）。

10.根据权利要求9所述的一种带有二维码站点位置信息的智能小车循迹系统，其特征在于：所述防尘装置（5）包含固定框（51）、滑动连接在所述固定框（51）上的滑动板（52）和开设在所述滑动板（52）上的矩形槽（53），所述矩形槽（53）中设有滤网,所述智能小车上设有安装板（3），所述识别镜头（4）和用于吹风的吹风管（6）都设在所述安装板（3）上,所述滑动板（52）至少为两块，在两块所述滑动板（52）相对的侧面上用于彼此固定连接的连接插片（8）,所述连接插片（8）包含用于将所述吹风管（6）的风流反弹向所述识别镜头（4）的反弹上扬部（81），所述反弹上扬部（81）按远离所述滑动板（52）方向逐渐向上方倾斜延伸,所述滑动板（52）上设有由弹性材料制成的碰撞凸体（7），所述碰撞凸体（7）呈半球形。