本發(fā)明涉及自動搬運領域，特別涉及一種無人搬運車agv及其路線糾偏方法。

背景技術：

現行的全自動停車庫和全自動物流搬運等領域，常用到無人搬運車(automatedguidedvehicle，agv)，該agv能準確、高效、靈活的完成搬運任務，且agv都需要在載體(貨架、托盤等)下面運行?，F有的agv的引導方式主要有：電磁感應引導、激光引導和視覺引導等。

電磁感應引導一般是在地面上沿預設行駛路線埋設天線，當天線中流經高頻電流時導線周圍產生電磁場，agv小車裝有電磁感應器可在埋設的天線上按預定線路行駛。

激光引導是在運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標志，agv小車裝有激光掃描器，agv依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當前的位置以及運動的方向，實現自動搬運功能。

視覺引導是在agv小車上裝有攝像機和傳感器，在車載計算機中設置有agv欲行駛路徑周圍環(huán)境圖像數據庫。agv行駛過程中，攝像機動態(tài)獲取車輛周圍環(huán)境圖像信息并與圖像數據庫進行比較，從而確定當前位置并對下一步行駛做出決策。

發(fā)明人在實現本發(fā)明的過程中發(fā)現，現行非常熱門的全自動停車庫、快遞貨到人前分揀、汽車生產線和一些經常需要改變導航路徑的領域中，agv都需要在載體(貨架、托盤等)下面運行，電磁感應引導的agv易受環(huán)路周圍金屬物質的干擾，施工難，且不易維護；激光引導的agv激光掃描頭發(fā)射的激光光束易被遮擋，無法很好的識別周邊的定位反光板，而且激光測距需要照射布置在周邊的反射板，這樣的條件在很多環(huán)境中無法達到；視覺導航的agv小車在這種環(huán)境的運行過程中發(fā)生了路線偏移時，是針對偏移的類型進行車身姿態(tài)調整，調整到原位置未偏移的狀態(tài)，增加了運輸時間。

鑒于此，在全自動停車庫、快遞貨到人前分揀、汽車生產線和一些經常需要改變導航路徑的領域，選擇視覺引導的agv小車時，在agv小車的運行過程中如何在agv小車繼續(xù)運行中進行糾正偏移姿態(tài)調整，以實現平滑的糾偏是本領域的技術人員所關注的。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無人搬運車agv及其路線糾偏方法，使得agv在運輸過程中發(fā)生線路偏轉時能及時糾偏后回到目標路線。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種無人搬運車agv路線糾偏方法，包含以下步驟：

獲取所述agv的圖像傳感器拍攝獲得的圖像，其中，所述圖像傳感器拍攝的位置為所述agv底部中心位置的正下方；

若確定所述圖像中的路線指引標志不在預設位置，則根據所述圖像中路線指引標志所在的位置確定所述agv中心點與所述預設位置所在直線的垂直距離值；

根據所述垂直距離值、到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值、所述agv中心點運行需要保持的速度值以及所述agv各驅動組之間的位置關系，確定所述agv從當前狀態(tài)運行至所述目標狀態(tài)所需的控制信息，其中，在所述目標狀態(tài)下所述圖像傳感器拍攝獲得的圖像中所述路線指引標志位于所述預設位置；

根據所述控制信息運行所述agv，直至所述agv達到所述目標狀態(tài)。

本發(fā)明的實施方式還提供了一種無人搬運車agv，包括：多個驅動組、圖像傳感器和處理器，其中，每個所述驅動組中均包含轉向輪組件和編碼器，且至少兩個所述驅動中包含行走輪組件，所述轉向輪組件中包括轉向輪、轉向輪驅動電機以及轉向輪電機控制器，所述行走輪組件中包括行走輪、行走輪驅動電機和行走輪電機控制器，所述編碼器用于記錄所述驅動組行走的位移值和轉向的角度值；

所述圖像傳感器拍攝獲得所述agv底部中心位置正下方的圖像；

所述處理器獲取所述圖像傳感器拍攝獲得的圖像；

所述處理器若確定所述圖像中的路線指引標志不在預設位置，則根據所述圖像中路線指引標志所在的位置確定所述agv中心點與所述預設位置所在直線的垂直距離值；

所述處理器根據所述垂直距離值、到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值、所述agv中心點運行需要保持的速度值以及所述agv各驅動組之間的位置關系，確定所述agv從當前狀態(tài)運行至所述目標狀態(tài)所需的控制信息，其中，在所述目標狀態(tài)下所述圖像傳感器拍攝獲得的圖像中所述路線指引標志位于所述預設位置；

所述處理器分別根據所述控制信息驅動每個所述驅動組，直至所述agv達到所述目標狀態(tài)。

本發(fā)明實施方式相對于現有技術而言，本實施方式中通過圖像傳感器拍攝獲得的圖像，通過分析拍攝的圖像確定agv的中心點與預設位置所在直線的垂直距離，根據該垂直距離、到達目標狀態(tài)需要運行的水平距離值、agv運行速度值以及agv各驅動組件之間位置關系，即可確定agv從當前狀態(tài)運行至目標狀態(tài)需要的控制信息，在該控制信息的控制下運行agv，即可使得agv運行至目標狀態(tài)，從而實現對agv的糾偏，提高agv的搬運效率，且能夠使得agv平滑得回到目標狀態(tài)。

另外，該agv小車的路線糾偏方法中，所述根據所述垂直距離值、到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值、所述agv中心點運行需要保持的速度值以及所述agv各驅動組之間的位置關系，確定所述agv從當前狀態(tài)運行至所述目標狀態(tài)所需的控制信息，包括：

根據所述agv中心點的坐標以及所述agv各驅動組之間的位置關系，確定所述當前狀態(tài)下所述agv每個驅動組的坐標；

根據所述垂直距離值、所述水平距離值以及所述當前狀態(tài)下所述agv每個驅動組的坐標，確定所述目標狀態(tài)下所述agv每個驅動組的坐標；

根據所述agv中心點運行需要保持的速度值、所述垂直距離值以及所述水平距離值，確定所述控制信息，其中，所述控制信息包括所述agv的每個驅動組各自所需的運行速度值以及所述每個驅動組各自所需的旋轉角度值。

該實施方式中，通過確定每個驅動組各自的運行速度值以及每個驅動組各自所需的旋轉角度值，使得能夠保證agv小車整體的速度保持一致，使得各驅動組能夠協同運行至目標狀態(tài)。

另外，該agv的路線糾偏方法中，所述agv各驅動組之間的關系包括：所述agv各驅動組組成長方形，所述長方形每條邊的邊長以及所述長方形的對角線與至少一條邊的夾角。

另外，該agv的路線糾偏方法中，所述到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值為預先配置得到。該實施方式中，通過設置達到目標狀態(tài)所需運行的水平距離值，使得控制信息的確定過程簡單化，能夠進一步提高糾偏效率。

另外，該agv的路線糾偏方法中，所述到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值至少大于所述agv車體的長度。該實施方式中，選取目標狀態(tài)的距離值至少大于agv車體的長度，保證agv糾偏能夠順利進行，且保證糾偏過程的平滑性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施方式中帶自動導航裝置的agv路線糾偏方法流程圖；

圖2是本發(fā)明第二實施方式中帶自動導航裝置的agv路線糾偏方法流程圖；

圖3是本發(fā)明第二實施方式中一個具體的實現過程中路線偏移圖；

圖4a是本發(fā)明第二實施方式中一個具體的偏移類型圖；

圖4b是本發(fā)明第二實施方式中一個具體的偏移類型圖；

圖5是本發(fā)明第三實施方式中帶自動導航裝置的agv的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明第四實施方式中處理器的模塊結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。

本發(fā)明的第一實施方式涉及一種agv路線糾偏方法，應用于agv上。具體流程如圖1所示。

步驟101：獲取agv的圖像傳感器拍攝獲得的圖像，其中，圖像傳感器拍攝的位置為agv底部中心位置的正下方；

步驟102：若確定拍攝的圖像中的路線指引標志不在預設位置，則根據圖像中路線指引標志所在的位置確定該agv中心點與預設位置所在直線的垂直距離值；

步驟103：根據該垂直距離值、到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值、agv中心點運行需要保持的速度值以及agv各驅動組之間的位置關系，確定agv從當前狀態(tài)運行至目標狀態(tài)所需的控制信息，其中，agv在目標狀態(tài)下時圖像傳感器拍攝獲得的圖像中路線指引標志位于預設位置；

步驟104：根據控制信息運行agv，直至agv達到目標狀態(tài)。

一個具體實施中，圖像傳感器設置在agv底部中心，且拍攝區(qū)域的中心位置為該agv底部中心的正下方。

一個具體實施中，圖像傳感器可以實時拍攝agv底部中心位置的正下方，也可以按照預設周期拍攝agv底部中心位置的正下方。其中，該預設周期以不大于agv完全脫離指引標志所需的時長為宜。

相對于現有技術而言，本發(fā)明的第一實施方式是搬運車在行駛路線中發(fā)生路線偏移時，通過分析圖像傳感器拍攝的圖像確定agv在偏移狀態(tài)下的偏移量，包括agv的中心點與預設位置所在直線的垂直距離和達到目標狀態(tài)需要運行的水平距離，根據該垂直距離和該水平距離確定的偏移量與要到達的目標狀態(tài)的控制信息，agv在該控制信息作用下使搬運車平滑的運行至目標狀態(tài)。相對于現有技術本實施方式的糾偏方法提高了agv的搬運效率，以及保證agv能平滑的回到目標狀態(tài)。

具體的，本實施方式中指引標志可以為色帶，二維碼或者功能控制碼等。其中，色帶可以與功能控制碼配合使用，在需要轉彎或運動方向發(fā)生改變的點設置功能控制碼，色帶具有易于實施、維護簡單、成本小等優(yōu)點。同時需要說明的是，指引標志的選擇此處僅為舉例，不局限于色帶，二維碼或功能標識碼，只要是視覺傳感器能夠根據指引標志確定行進路線以及確定是否在行進過程中發(fā)生偏移，均在本發(fā)明的保護范圍之內。具體實施中色帶和二維碼更容易更換，成本更低。

例如，在指引標志是二維碼的情況中，則視覺傳感器在讀取偏移量時，可讀取角度偏差的范圍是0°到360°；在agv路線運行方向可讀取的偏差范圍是-45mm(毫米)到+45mm(超過范圍不可讀)；在agv運行路線的垂直方向上的可讀取的偏差范圍是-70mm到+70mm(超過范圍不可讀)。

本發(fā)明的第二實施方式涉及一種agv路線糾偏方法。第二實施方式與第一實施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于：相對于在第一實施方式，在本發(fā)明第二實施方式中，具體說明了確定agv從當前狀態(tài)運行至目標狀態(tài)所需的控制信息的過程。具體流程如圖2所示。

步驟201：獲取agv的圖像傳感器拍攝獲得的圖像，其中，該圖像傳感器拍攝的位置為agv底部中心位置的正下方；

步驟202：若確定圖像中的路線指引標志不在預設位置，則根據該圖像中路線指引標志所在的位置確定agv中心點與預設位置所在直線的垂直距離值；

步驟203：根據agv中心點的坐標以及agv各驅動組之間的位置關系，確定當前狀態(tài)下agv每個驅動組的坐標；

步驟204：根據垂直距離值、水平距離值以及當前狀態(tài)下agv每個驅動組的坐標，確定目標狀態(tài)下agv每個驅動組的坐標；

步驟205：根據agv中心點運行需要保持的速度值、垂直距離值以及水平距離值，確定控制信息，其中，控制信息包括agv的每個驅動組各自所需的運行速度值以及每個驅動組各自所需的旋轉角度值；

步驟206：根據控制信息運行agv，直至agv達到目標狀態(tài)。

基于以上第一或第二實施方式的一個具體實現中，該agv路線糾偏方法中agv各驅動組之間的關系包括：agv各驅動組組成長方形，且該長方形每條邊的邊長以及長方形的對角線與至少一條邊的夾角。另外，agv到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值為預先配置得到。到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值至少大于agv車體的長度。

一個具體的實施方式中，如圖3所示，當agv沿以色帶作為指引標志的路線上運行時，若發(fā)生圖3所示的路線偏移，參考第一和第二實施方式中的描述，若根據對圖像傳感器拍攝圖像的分析結果角度偏移的量為θ，則agv的垂直距離值為h；當agv的四輪定位點確定后該agv被唯一確定，如圖3中a、b、c、d四點，其中，a、b、c、d四點分別表示agv的四輪的位置，a、b、c、d構成一個確定的長方形。如圖3所示，以agv的中心點z作為參考點，z點為坐標原點，以z所在的平行于色帶的直線為x軸，agv沿指引標志運行方向為x軸的正方向，以垂直于x軸的方向為y軸，以垂直于x軸向上的方向為y軸正方向。圖3僅是給出了一種坐標表示，不限于圖3中表示的坐標系的定義方式，當以平行于指引標志的指向作為x軸所建立的坐標系均可，且可以參考以下各個點的坐標以及各個點的偏移角度的計算方式。agv當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間的水平距離值為預先配置得到，具體的此處用m表示當前狀態(tài)的中心點與目標狀態(tài)的中心點之間的水平距離值(m至少大于該agv車長)，保持agv中心點z的速度為v。

以圖3中的偏移狀態(tài)為例，一個具體實施中，圖像傳感器實時拍攝的圖像中指引標志不在預設位置，且指引標志未處于拍攝圖像的中心，以該圖像的中心點到該圖像中指引標志所在直線的垂直距離，將該垂直距離乘以預設系數后所得的值作為agv在路線運行中的垂直偏移量。如圖3中h所示的距離即為圖像中路線指引標志所在的位置確定該agv中心點與預設位置所在直線的垂直距離值。其中，預設系數為實際拍攝區(qū)域的大于與拍攝所得的圖像的大小的比值。

若z點的坐標表示為(xz，yz)，圖3是一種坐標的表示方式，其中z為原點，則z的坐標為(0，0)由于a、b、c、d組成長方形，且已知ab和bc的邊長，可由此計算出a、b、c、d四個點的坐標。ac與ab之前的夾角可以表示為表達式1：

φ＝arcsin(ab/ac)(1)

則在該直角坐標系中a點的坐標(xa，ya)可以表示為表達式2和表達式3：

表達式2中xa表示a點的橫坐標，xz為z點的橫坐標，θ表示在圖3中agv在角度上的偏移量(設定agv向下偏移的時候θ為負數，向上偏移的時候θ為正數)。

表達式3中ya表示a點的縱坐標，yz為z點的縱坐標，表示a點在agv確定的長方形中的角度，θ表示在圖3中agv在角度上的偏移量(設定agv向下偏移的時候θ為負數，向上偏移的時候θ為正數)。

路線糾偏后為目標狀態(tài)，如圖3所示，z1是目標狀態(tài)的中心點，坐標表示為(xz+m，yz-h)，根據目標狀態(tài)得到糾偏之后a、b、c、d四點的坐標，其中a1為糾偏后的a坐標(xa1，ya1)，用表達式4和表達式5表示：

xz為z點的橫坐標，xa1為a1點的橫坐標，ya1為a1點的縱坐標。

agv路線糾偏的目標狀態(tài)如圖3所示，保持agv中心點z的速度為v，因此，到達目標狀態(tài)的時間用表達式6表示為：

agv到達目標狀態(tài)的時間為δt，則a點在δt時間到達a1點，在糾偏過程中a點的速度va用表達式7表示為：

表達式7中xa、ya、xa1、ya1、δt在上述表達式2至6均已做出表示。

若有方向偏差同樣應計算方向的偏差值，a的旋轉角度值αa用表達式8表示：

αa＝arctan[(ya1-ya)/(xa1-xa)]+θ(8)

表達式8中xa、ya、xa1、ya1在上述表達式2至5中已做出表示，θ表示在圖3中agv在角度上的偏移量(若agv向下偏移的時候θ為負數，此表達式依然適用)。

同理可以推理出b、c、d的角度值，b的角度值為c的角度值為：d的角度值為同上述的推算步驟可分別推算出b、c、d的行走速度和偏轉角度，這里不再贅述。

在一個具體的實施方式中，agv在圖3表示的色帶路線運動時，不考慮x方向的偏差，y方向的偏差范圍是-45mm(毫米)到+45mm(超過范圍不可讀)；角度偏差的范圍是-45°到+45°(超過范圍不可讀)。此為舉例說明，偏差范圍以視覺傳感器的識別范圍為準。

基于以上第一或第二的具體實施方式中，agv發(fā)生的偏移可能為方向無偏差時角度偏差；角度無偏差時方向偏差。控制算法與上述相同，如圖4a中方向無偏差時角度偏差，則以h＝0的情況做同樣的推理；如圖4b中角度無偏差時方向偏差，則同樣以上述a的推理過程相同。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關系，都在本專利的保護范圍內；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護范圍內。

本發(fā)明第三實施方式涉及一種agv，如圖5所示，包含：圖像傳感器501、處理器502和驅動組503。agv包含：多個驅動組、圖像傳感器和處理器，其中，每個驅動組中均包含轉向輪組件和編碼器，且至少兩個驅動中包含行走輪組件，轉向輪組件中包括轉向輪、轉向輪驅動電機以及轉向輪電機控制器，行走輪組件中包括行走輪、行走輪驅動電機和行走輪電機控制器，編碼器用于記錄驅動組行走的位移值和轉向的角度值；

圖像傳感器拍攝獲得所述agv底部中心位置正下方的圖像；

其中，處理器中存儲有程序，用于執(zhí)行如下步驟：

處理器獲取所述圖像傳感器拍攝獲得的圖像；

處理器若確定所述圖像中的路線指引標志不在預設位置，則根據所述圖像中路線指引標志所在的位置確定所述agv中心點與所述預設位置所在直線的垂直距離值；

處理器根據所述垂直距離值、到達目標狀態(tài)所需運行的水平距離值、所述agv中心點運行需要保持的速度值以及所述agv各驅動組之間的位置關系，確定所述agv從當前狀態(tài)運行至所述目標狀態(tài)所需的控制信息，其中，在所述目標狀態(tài)下所述圖像傳感器拍攝獲得的圖像中所述路線指引標志位于所述預設位置；

處理器分別根據所述控制信息驅動每個所述驅動組，直至所述agv達到目標狀態(tài)。

不難發(fā)現，本實施方式為與第一實施方式相對應的系統(tǒng)實施例，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節(jié)也可應用在第一實施方式中。

具體的，第三實施方式中，處理器、圖像傳感器和驅動組采用總線方式連接，總線可以包括任意數量的互聯的總線和橋，總線將包括由處理器代表的一個或多個處理器和驅動組代表的多個驅動組的各種電路鏈接在一起?？偩€還可以將諸如外圍設備、穩(wěn)壓器和功率管理電路等之類的各種其他電路鏈接在一起，這些都是本領域所公知的，因此，本文不再對其進行進一步描述?？偩€接口在總線和圖像傳感器之間提供接口。圖像傳感器可以是一個元件，也可以是多個元件，用于獲取拍攝圖像。處理器負責管理總線和通常的處理，還可以提供各種功能，包括定時，外圍接口，電壓調節(jié)、電源管理以及其他控制功能。

本發(fā)明的第四實施例涉及一種agv，第四實施方式與第三實施方式大致相同，如圖6所示主要區(qū)別之處在于：在本發(fā)明第四實施方式中，處理器主要包括：獲取模塊601、運算模塊602、發(fā)送模塊603。

獲取模塊601：用于獲取根據agv中心點的坐標以及agv各驅動組之間的位置關系，確定當前狀態(tài)下agv每個驅動組的坐標，還用于根據垂直距離值、水平距離值以及當前狀態(tài)下agv每個驅動組的坐標，確定目標狀態(tài)下agv每個驅動組的坐標；

運算模塊602：用于根據agv中心點運行需要保持的速度值、垂直距離值以及水平距離值，確定控制信息，其中，控制信息包括agv的每個驅動組各自所需的運行速度值以及每個驅動組各自所需的旋轉角度值；

發(fā)送模塊603：用于將控制信息發(fā)送到每個驅動組，直至agv達到目標狀態(tài)。

由于第二實施方式與本實施方式相互對應，因此本實施方式可與第二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關技術細節(jié)在本實施方式中依然有效，在第二實施方式中所能達到的技術效果在本實施方式中也同樣可以實現，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節(jié)也可應用在第二實施方式中。

在一個具體的實施方式中，agv的四個輪子均為驅動輪，包含4個驅動組，一種優(yōu)選的實施方案中，agv的四個輪子中均包含轉向輪組件，在處于對角線的兩個行走輪可以共用一個行走輪組件。

值得一提的是，本實施方式中所涉及到的各模塊均為邏輯模塊，在實際應用中，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理單元的組合實現。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實施方式中并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術問題關系不太密切的單元引入，但這并不表明本實施方式中不存在其它的單元。

本領域技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一個設備(可以是單片機，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發(fā)明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。