柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車及其導引方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動導引車(Automated Guided Vehicle, AGV)及其導引方法，特別涉及一種柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車及其導引方法，屬于物流自動化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工廠自動化水平的不斷提高、集成制造與柔性制造技術(shù)的逐步發(fā)展以及自動化倉庫的廣泛應(yīng)用，自動導引車作為工廠、車間、倉儲、物流領(lǐng)域的重要自動化搬運、裝卸手段，其應(yīng)用范圍和技術(shù)水平得到了迅猛的發(fā)展。
[0003]自動導引車需要完成復雜度更大，精度要求更高的任務(wù)。根據(jù)導引車行駛路徑種類的不同，可以分為柔性路徑導引方式與固定路徑導引方式兩類。但是在實際的工作環(huán)境中，無法僅僅依靠一種導引方式完成復雜度和精度要求都較高的任務(wù)。
[0004]公開號為103777637A的中國發(fā)明專利提出了一種無反射板激光自主導航AGV小車及其導航方法。該發(fā)明專利提出的方法中可以自主規(guī)劃路徑，是柔性路徑的導引方式，存在以下不足之處:
[0005]一、由于存在地圖創(chuàng)建誤差，定位誤差，導航誤差，在完成精度要求較高的任務(wù)時，可靠性不能得到保證；
[0006]二、在空曠的環(huán)境中，比如自動導引車需要在室外工作時，由于傳感器檢測不到環(huán)境中能夠建立地圖的有效信息，無法建立地圖，使得自動導引車在室外空曠環(huán)境下無法用柔性路徑的導引方式；
[0007]三、如果自動導引車的工作環(huán)境頻繁變化，環(huán)境變動的頻率較高，自動導引車就無法進行定位導航，在這種工作環(huán)境中用柔性路徑的導引方式無法正常工作；
[0008]柔性路徑的導引方式，存在以下優(yōu)點:
[0009]柔性路徑導引車在行駛的過程中能夠自主躲避動態(tài)障礙、優(yōu)化路徑，路徑靈活多變，沒有復雜路徑的限制，能夠完成路徑較為復雜的任務(wù)。
[0010]公開號為104122895A的中國發(fā)明專利申請公開了一種AGV視覺導航系統(tǒng)，需要在環(huán)境中鋪設(shè)光帶，是固定路徑的導引方式。
[0011]公開號為104122895A的中國發(fā)明專利申請公開了一種基于自適應(yīng)PID的AGV導航方法，這種方法用的是磁導航方式，需要在地面鋪設(shè)磁條，是固定路徑的導引方式。
[0012]固定路徑的導引方式存在以下不足之處:
[0013]在自動導引車實際的工作環(huán)境中，固定路徑的導引車一般運用在相對簡單的環(huán)境中，不能用在人流量、車流量較大環(huán)境，一旦有動態(tài)物體占據(jù)行駛路徑，自動導引車必須停止運行。固定路徑的導引方式對復雜路徑的局限性較大，在存在復雜路徑時，導航的可靠性不能得到保證。
[0014]固定路徑的導引方式，存在以下優(yōu)點:
[0015]固定路徑導引車導航精度高、行駛準確?？梢酝瓿删纫筝^高的任務(wù)。
[0016]在用自動引導車與自動傳送帶對接取貨、用自動引導叉車(一種特殊的自動引導車)取托盤貨物等情況，柔性路徑的自動引導車由于其導航、定位的精度有限，在這種需要自動引導車導航精度較高的領(lǐng)域無法使用。而固定路徑導引方式可以完成導航、?？烤纫筝^高的任務(wù)。
[0017]在實際的工作環(huán)境中，如果人流量、車流量較大，路徑較復雜。則用固定路徑導引方式難以完成任務(wù)。而柔性路徑的自動引導車路徑規(guī)劃靈活，可以躲避環(huán)境中的動態(tài)移動的障礙物，能夠完成路徑較為復雜的任務(wù)。
[0018]基于柔性路徑的導航方式和固定路徑的導航方式都存在各自的優(yōu)勢和不足，很難單獨完成復雜度較大和精度要求較高的任務(wù)。本發(fā)明將柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車兼顧了柔性路徑導引車的躲避動態(tài)障礙、優(yōu)化路徑及固定路徑導引車導航精度高、行駛準確的特點，可以適應(yīng)復雜度較大、精度要求較高的環(huán)境使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車及其導引方法，其適應(yīng)復雜度較大、精度要求較高的環(huán)境使用。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車，其特征在于，包括:
[0021]固定路徑導引模塊，固定路徑導引模塊在適合固定路徑的工作區(qū)域中鋪設(shè)、預埋、布置與路徑相關(guān)的引導物，采用自動引導車上安裝的引導物感知傳感器來感知引導物的方位，從而達到控制自動引導車沿此路徑行駛的目的；
[0022]路徑切換模塊，路徑切換模塊在固定路徑與柔性路徑的交界處設(shè)置有路徑切換辨識路標，該路徑切換辨識路標存儲有RFID卡或二維碼圖標；自動引導車上安裝有RFID讀卡器或二維碼識別攝像機，用于識別路徑切換辨識路標，路徑切換辨識路標識別用于控制自動引導車完成固定路徑與柔性路徑間的自動切換，從而實現(xiàn)在不同的區(qū)域用固定路徑導引方式或柔性路徑導引方式；
[0023]柔性路徑導引模塊，柔性路徑導引模塊在自動導引車上安裝柔性路徑感知傳感器，柔性路徑感知傳感器實時感知信息與事先建立的環(huán)境地圖信息進行匹配，獲得自動引導車在地圖中的位置形成自定位；利用柔性路徑感知傳感器感知信息躲避動態(tài)障礙；獲得自動引導車當前位置與目的地偏差信息，自動規(guī)劃安全、優(yōu)化的路徑引導自動導引車到達目的地，形成路徑規(guī)劃與軌跡跟蹤。
[0024]優(yōu)選地，所述固定路徑導引模塊包括引導物和引導物感知傳感器。
[0025]優(yōu)選地，所述引導物感知傳感器為磁感傳感器或磁尺傳感器或視覺傳感器，用于感知引導物，從而控制自動引導車沿固定路徑行駛。
[0026]優(yōu)選地，所述路徑切換模塊是二維碼標識模塊或RFID標識模塊。
[0027]優(yōu)選地，所述柔性路徑導引模塊包括自定位模塊、障礙物探索模塊、路徑規(guī)劃模塊、軌跡跟蹤模塊、柔性路徑感知傳感器，自定位模塊用于自動引導車得到其在環(huán)境中的實際位置和姿態(tài)；路徑規(guī)劃模塊用于規(guī)劃出一條從自動引導車當前位置到目的地的可行路徑；障礙物探索模塊用于自動引導車探索行駛路徑中的障礙物信息，以便及時躲避；軌跡跟蹤模塊用于控制自動引導車沿路徑規(guī)劃模塊所得到的路徑行駛。
[0028]優(yōu)選地，所述固定路徑導引模塊與柔性路徑引導模塊的組合是依次循環(huán)迭代，固定路徑導引模塊與柔性路徑引導模塊之間通過路徑切換模塊進行間隔。
[0029]本發(fā)明還提供一種柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車的導引方法，其特征在于，其包括以下步驟:
[0030]步驟一，確定適合用固定路徑工作方式的區(qū)域和適合用柔性路徑工作方式的區(qū)域，在不同的區(qū)域中用固定路徑導引方式或柔性路徑導引方式；另外在固定路徑與柔性路徑的交界處，設(shè)置有路徑切換辨識路標，路徑切換辨識路標識別路標后判斷采用固定路徑導引方式或柔性路徑導引方式；如果是固定路徑導引方式，則執(zhí)行步驟二；如果是柔性路徑導引方式，則執(zhí)行步驟三；
[0031]步驟二，固定路徑導引方式的過程如下:在適合固定路徑的工作區(qū)域中鋪設(shè)、預埋、布置與路徑相關(guān)的引導物，引導物感知傳感器用于感知引導物，從而控制自動引導車沿固定路徑行駛；
[0032]步驟三，柔性路徑導引方式的過程如下:在自動導引車上安裝柔性路徑感知傳感器，柔性路徑感知傳感器實時感知信息與事先建立的環(huán)境地圖信息進行匹配，獲得引導車在地圖中的位置形成自定位；獲得引導車當前位置與目的地偏差信息，自動規(guī)劃安全、優(yōu)化的路徑引導自動導引車到達目的地，形成路徑規(guī)劃與軌跡跟蹤。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:本發(fā)明將柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車兼顧了柔性路徑導引車的躲避動態(tài)障礙、優(yōu)化路徑及固定路徑導引車導航精度高、行駛準確的特點，可以適應(yīng)復雜度較大、精度要求較高的環(huán)境使用。
【附圖說明】
[0034]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0035]圖1為本發(fā)明柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車的原理框圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明柔性路徑與固定路徑相結(jié)合的自動導引車包括:
[0038]固定路徑導引模塊，固定路徑導引模塊在適合固定路徑的工作區(qū)域中鋪設(shè)、預埋、布置與路徑相關(guān)的引導物，采用自動引導車上安裝的引導物感知傳感器來感知引導物的方位，從而達到控制自動引導車沿此路徑行駛的目的；固定路徑導引模塊可以是磁條導引模塊或磁釘導引模塊或電磁導引模塊或軌道導引模塊或光學導引模塊或視覺導引模塊等，但不限于這些固定路徑導引模塊。固定路徑導引模塊包括引導物和引導物感知傳感器等。引導物包括磁條、磁釘、電磁線以及視覺引導線等。引導物感知傳感器