一种AGV视觉导航方法

技术领域

本发明涉及AGV导航领域，尤其涉及一种AGV视觉导航方法。

背景技术

公开号为110837257A的中国专利文献，公开了一种基于iIGPS与视觉的AGV复合定位导航系统，包括iIGPS空间定位子系统、AGV视觉识别子系统、AGV信息感知处理器、AGV运动控制子系统；所述iIGPS空间定位子系统，用于获取加工工位处的空间坐标；所述AGV视觉识别子系统，用于获取加工工位以外的AGV姿态导引和AGV姿态；所述AGV信息感知处理器，根据所述加工工位处的空间坐标，和，厂房内外的AGV姿态导引和AGV姿态，向所述AGV运动控制系统输出控制指令；所述AGV运动控制系统，根据所述AGV信息感知处理器输出的控制指令，控制AGV运动。

该专利文献虽能保证AGV在大空间范围内连续转运能力，但对于同一区域的多个AGV姿态不断变化的AGV设备而言，上述专利文献并不能实时高精度引导多个AGV设备工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AGV视觉导航方法，无需查看不同AGV设备实时行驶的不同路径，将多个AGV设备形成的多种姿态自动化融合为一种结果姿态，基于该结果姿态实时高精度调整多个AGV设备的导航路径，引导多个AGV设备同步工作。

实现本发明目的的技术方案如下：

本发明的实施例提供一种AGV视觉导航方法，包括：

构建多个AGV设备各自的导航路线；

动态获取每个AGV设备的图像信息；

通过图像处理技术识别出图像信息中其他AGV设备的姿态信息；

将姿态信息输入姿态融合模块，得到每个AGV设备的结果姿态；

将所述结果姿态输入所述处理模块，得到各导航路线的调整结果。

在一些实施例中，所述构建多个AGV设备各自的导航路线，包括：

获取多个AGV设备的起点坐标和终点坐标，得到多个起点坐标和多个终点坐标；

基于每个起点坐标和对应该起点坐标的终点坐标，得到多个AGV设备对应的多条导航路线。

在一些实施例中，所述动态获取每个AGV设备的图像信息，包括：

每个AGV设备均安装有高清摄像机；

高清摄像机每间隔 0.1s~0.5s采集AGV设备正前方180°～320°范围内的实时图像；

得到若干张连续的实时图像。

在一些实施例中，所述通过图像处理技术识别出图像信息中其他AGV设备的姿态信息，包括：

标记若干张实时图像的障碍物；

从障碍物中选取其他AGV设备；

根据连续的多张实时图像判断其他AGV设备的姿态信息；

从当前实时图像、之前图像提取其他AGV设备，并获取图像中其他AGV设备的姿态信息，以及确定当前实时图像和之前图像中其他AGV设备的姿态变化信息。

在一些实施例中，所述将姿态信息输入姿态融合模块，得到每个AGV设备的结果姿态，包括：

根据图像识别系统输出的姿态信息和姿态变化信息，对同一区域的多个不同AGV设备推测出未来一段时间内的姿态信息；

循环各AGV设备推测出的姿态信息，挑选每个AGV设备对应的姿态，该姿态对应为第一种姿态、第二种姿态、第三姿态和第四姿态；

第一融合模块的分类单元划分第一种姿态在0类别的序列、第二种姿态在0类别的序列、第三种姿态在0类别的序列以及第四种姿态在0类别的序列；

根据上述序列得到对比结果，对比结果包括默认为空，及姿态完全相同、姿态完全不同、部分姿态相同，其中，部分姿态相同中，第一种姿态为俯仰角不为0 、第二种姿态为翻滚角不为0；

根据比对结果得到每个AGV设备的结果姿态。

在一些实施例中，所述根据比对结果得到每个AGV设备的结果姿态，包括：

将AGV设备的姿态分类成0类别和非0类别；构建矩阵并基于该矩阵融合非0类别、输出非0类别的结果姿态；在0类别与姿态信息融合、输出0类别的结果姿态；

循环各AGV设备的姿态信息，挑选每个AGV设备对应的姿态，该姿态对应为第一种姿态、第二种姿态、第三姿态和第四姿态；

根据第一种至第四种姿态生成路径序列对比矩阵；

获取对比矩阵的对比序列，根据对比序列得到AGV设备的结果姿态。

在一些实施例中，所述循环各AGV设备的姿态信息，挑选每个AGV设备对应的姿态，包括：

初始化一个以第一种姿态路径数、第二种姿态路径数、第三种姿态路径数、第四种姿态路径数为大小的数组，将数组作为对比矩阵；

双重循环第一种姿态、第二种姿态、第三种姿态和第四种姿态的所有路径，识别第一种姿态的当前路径与第二种姿态的当前路径是否相同，识别第三种姿态的当前路径与第二种姿态的当前路径是否相同，识别第一种姿态的当前路径与第三种姿态的当前路径是否相同，如果相同，则将矩阵的此值设为矩阵第一角值+1；如果不同，则将矩阵此值设为第一侧值和第二侧值中的一个。

在一些实施例中，所述根据第一种至第四种姿态生成路径序列对比矩阵，包括：

将当前位置定位在矩阵右下角，识别此位置的多种姿态的路径是否相同，如果相同，则回溯到左上角单元格，如果不同，则按照左上角、上、左的优先级回溯到三者最大的一个单元格。

在一些实施例中，所述将所述结果姿态输入所述处理模块，得到各导航路线的调整结果，包括：

若结果姿态的俯仰角、翻滚角和偏航角均为0，则保持原导航路线行驶；

若结果姿态的俯仰角和翻滚角为0，,偏航角不为0，判断为AGV设备前方或底下有阻挡物，则控制AGV设备退后之后绕过阻挡物继续保持原导航路线行驶；

若结果姿态的翻滚角和偏航角均为0，俯仰角不为0，则逆向俯仰角的角度值调整原导航路线；

若结果姿态的俯仰角和偏航角均为0，翻滚角不为0，则正向翻滚角的角度值调整原导航路线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明无需查看不同AGV设备实时行驶的不同路径，将多个AGV设备形成的多种姿态自动化融合为一种结果姿态，基于该结果姿态实时高精度调整多个AGV设备的导航路径，引导多个AGV设备同步工作。

附图说明

图1为AGV视觉导航方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

以下术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义，均包括以下A、B和C的组合：仅A，仅B，仅C，A和B的组合，A和C的组合，B和C的组合，及A、B和C的组合。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

如本文中所使用，根据上下文，术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。

本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。

另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

如本文所使用的那样，“约”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种AGV视觉导航方法，包括：

构建多个AGV设备各自的导航路线；

动态获取每个AGV设备的图像信息；

通过图像处理技术识别出图像信息中其他AGV设备的姿态信息；

将姿态信息输入姿态融合模块，得到每个AGV设备的结果姿态；

将结果姿态输入处理模块，得到各导航路线的调整结果。

在一些实施例中，构建多个AGV设备各自的导航路线，包括：

获取多个AGV设备的起点坐标和终点坐标，得到多个起点坐标和多个终点坐标；

基于每个起点坐标和对应该起点坐标的终点坐标，得到多个AGV设备对应的多条导航路线。

在一些实施例中，动态获取每个AGV设备的图像信息，包括：

每个AGV设备均安装有高清摄像机；

高清摄像机每间隔 0.1s~0.5s采集AGV设备正前方180°～320°范围内的实时图像；

得到若干张连续的实时图像。

在一些实施例中，通过图像处理技术识别出图像信息中其他AGV设备的姿态信息，包括：

标记若干张实时图像的障碍物；

从障碍物中选取其他AGV设备；

根据连续的多张实时图像判断其他AGV设备的姿态信息；

从当前实时图像、之前图像提取其他AGV设备，并获取图像中其他AGV设备的姿态信息，以及确定当前实时图像和之前图像中其他AGV设备的姿态变化信息。

在一些实施例中，将姿态信息输入姿态融合模块，得到每个AGV设备的结果姿态，包括：

根据图像识别系统输出的姿态信息和姿态变化信息，对同一区域的多个不同AGV设备推测出未来一段时间内的姿态信息；

循环各AGV设备推测出的姿态信息，挑选每个AGV设备对应的姿态，该姿态对应为第一种姿态、第二种姿态、第三姿态和第四姿态；

第一融合模块的分类单元划分第一种姿态在0类别的序列、第二种姿态在0类别的序列、第三种姿态在0类别的序列以及第四种姿态在0类别的序列；

根据上述序列得到对比结果，对比结果包括默认为空，及姿态完全相同、姿态完全不同、部分姿态相同，其中，部分姿态相同中，第一种姿态为俯仰角不为0 、第二种姿态为翻滚角不为0；

根据比对结果得到每个AGV设备的结果姿态。

在一些实施例中，根据比对结果得到每个AGV设备的结果姿态，包括：

将AGV设备的姿态分类成0类别和非0类别；构建矩阵并基于该矩阵融合非0类别、输出非0类别的结果姿态；在0类别与姿态信息融合、输出0类别的结果姿态；

循环各AGV设备的姿态信息，挑选每个AGV设备对应的姿态，该姿态对应为第一种姿态、第二种姿态、第三姿态和第四姿态；

根据第一种至第四种姿态生成路径序列对比矩阵；

获取对比矩阵的对比序列，根据对比序列得到AGV设备的结果姿态。

在一些实施例中，循环各AGV设备的姿态信息，挑选每个AGV设备对应的姿态，包括：

初始化一个以第一种姿态路径数、第二种姿态路径数、第三种姿态路径数、第四种姿态路径数为大小的数组，将数组作为对比矩阵；

双重循环第一种姿态、第二种姿态、第三种姿态和第四种姿态的所有路径，识别第一种姿态的当前路径与第二种姿态的当前路径是否相同，识别第三种姿态的当前路径与第二种姿态的当前路径是否相同，识别第一种姿态的当前路径与第三种姿态的当前路径是否相同，如果相同，则将矩阵的此值设为矩阵第一角值+1；如果不同，则将矩阵此值设为第一侧值和第二侧值中的一个。

在一些实施例中，根据第一种至第四种姿态生成路径序列对比矩阵，包括：

将当前位置定位在矩阵右下角，识别此位置的多种姿态的路径是否相同，如果相同，则回溯到左上角单元格，如果不同，则按照左上角、上、左的优先级回溯到三者最大的一个单元格。

在一些实施例中，将结果姿态输入处理模块，得到各导航路线的调整结果，包括：

若结果姿态的俯仰角、翻滚角和偏航角均为0，则保持原导航路线行驶；

若结果姿态的俯仰角和翻滚角为0，,偏航角不为0，判断为AGV设备前方或底下有阻挡物，则控制AGV设备退后之后绕过阻挡物继续保持原导航路线行驶；

若结果姿态的翻滚角和偏航角均为0，俯仰角不为0，则逆向俯仰角的角度值调整原导航路线；

若结果姿态的俯仰角和偏航角均为0，翻滚角不为0，则正向翻滚角的角度值调整原导航路线。

本发明实施例的AGV视觉导航方法，将姿态信息输入姿态融合模块，得到每个AGV设备的结果姿态，具体为：

（1）循环各AGV设备推测出的姿态，挑选每个AGV设备对应的姿态，该姿态对应为第一种姿态、第二种姿态、第三姿态和第四姿态；

（2）根据姿态生成路径序列对比矩阵。初始化一个以第一种姿态路径数、第二种姿态路径数、第三种姿态路径数、第四种姿态路径数为大小的数组，将数组作为对比矩阵。

（3）获取矩阵的对比序列，将当前位置定位在矩阵右下角，识别此位置的多种姿态的路径是否相同，如果相同，则回溯到左上角单元格，如果不同，则按照左上角、上、左的优先级回溯到三者最大的一个单元格。

（4）根据对比结果融合姿态，首先识别两种姿态的角度比值，如果一种姿态角度比另一种姿态角度未超过1倍，则认为可能是同一种区域的非干涉路径；如果一种姿态角度比另一种姿态角度未超过0.5倍，则认为可能是同一种区域的平行路径；如果一种姿态角度比另一种姿态角度超过了1.5倍，则认为可能是同一种区域的干涉路径，此时融合姿态的结果返回姿态角度变化大的一种。

（5）以步骤（4）生成的融合姿态作为基础，融合后面的其它姿态，最终形成一种姿态。

本发明实施例的步骤（2）中，双重循环第一种姿态、第二种姿态、第三种姿态和第四种姿态的所有路径，识别第一种姿态的当前路径与第二种姿态的当前路径是否相同，识别第三种姿态的当前路径与第二种姿态的当前路径是否相同，识别第一种姿态的当前路径与第三种姿态的当前路径是否相同，如果相同，则将矩阵的此值设为矩阵第一角值+1；如果不同，则将矩阵此值设为第一侧值和第二侧值中的一个。

本发明实施例的步骤（3）中，如果当前单元格已到了矩阵的第一行，则回溯至左边的单元格，如果当前单元格已到了矩阵的第一列，则回溯至上边的单元格。在每个循环时，若回溯到左边，则将当前对比结果设为a，若回溯到上边，则将当前对比结果设为b，若回溯到左上角，则根据具体情况，设置为e或d。如果当前对比结果为空，或对比结果超出阈值范围，则认为一个对比类结束，将此对比类中的a和b逆转后保存到对比序列中，新建一个对比类作为当前对比类。将第一类的路径和第二类的路径分别添加到当前对比类的a和b中。当循环结束时，将所有对比类进行逆转。

本发明实施例的步骤（4）中，经过步骤（3）处理后，识别路径一致总数与路径变化总数的比值，如果低于60％，则认为两种姿态相似度太低，同样只返回姿态角度变化大的一种。循环每一个对比类，如果有其中一种路径在对比类为空，则添加为空的路径作为结果路径；如果两种路径相同，则添加任意一种路径作为结果路径。如果两种路径不同，则添加路径数少的一类，如果路径数相同，则添加路径总角度短的一类。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。