基于QR码的视觉导航AGV系统

方式测量载体 的 位 姿［10，11］，实 现 导 航 功 能； 视 觉 导 航 通 常 采用图像处理技术作为 AGV 导航的核心技术，可分为视觉 寻迹导航［12，13］ 和 视 觉 避 障 导 航［14］ 两 类。磁 导 航 目 前 在 AGV 行业中应用最多，但初期设备架设成本高，运行线路 的后期修缮与调整困难，无法满足生产操作序列和工厂布 局多变的要求，因而企业对惯性导航、视觉导航等具有高度 自主性的 AGV 更青睐［15］。
0引言 自动导引车（ automated guided vehicle，AGV） 是指以各
类电、磁、声、光学传感器为导引装置，能够按照预定的导引 路径 自 动 运 行，并 完 成 一 系 列 规 定 任 务 的 运 输 车。 1973 年，Volvo 轿车装配厂使用 AGV 进行装配，使装配时 间减少了 57 % ，装配故障减少 39 % ，投资回报时间减少 57 % ，劳 动 力 减 少 5 %［1］。2000 年，海 尔 集 团 使 用 9 台 AGV 组成一个柔性库内搬运系统完成每天 23 400 件货物 的搬运［1］。AGV 在物流行业有着突出的优势［2］，已被国内 各大物流公司成熟应用。2016 年，我国 AGV 的销量超过 11 000 台，市场规模突破 11 亿元。
摘 要： 鉴于视觉导航系统具有高精度的优点，设计了基于快速响应代码（ QＲ Code） 二维码的视觉导航
自动导引车（ AG制策略，确定了 AGV 系统的各
项关键参数。实验研究表明：在导航运行过程中，AGV 的站点位置修正后可控制在 ± 12 mm 以内，AGV 的
与惯性导航相比，视觉导航 AGV 在定位精度、生产成 本等方面更占优势，因此，本文利用快速响应代码 （ quick response code，QＲ code） 和车载摄像头构成 AGV 的视觉导 航组件，并设计了一种能够自主高精度定位的视觉导航的 AGV 控制系统。 1 AGV 视觉导航系统设计
本文所研究的 AGV 在不同的站点之间运行，站点处进 行转向，相邻站点间直线运行。在站点处采用 QＲ 码图像 识别进行导航，利用车载摄像头采集站点 QＲ 码以计算 AGV
Abstract： In view of high precision of visual navigation system，a visual navigation automated guided vehicle （ AGV） system based on quick response（ QＲ） code is proposed． Structural design，visual navigation and the control strategy of AGV system are completed，and the key parameters of AGV system are confirmed． The experimental research shows that in the process of the navigation，the site location error and the course angle error of AGV can be controlled within ± 12 mm and ± 1°respectively after revision． Besides，AGV can run stably and reliably along an existing trajectory map navigation． Keywords： automated guided vehicle （ AGV） system； high precision positioning； quick response （ QＲ） code； visual navigation
航向角修正后误差可控制在 ± 1°以内，且 AGV 能够沿着已有的轨迹地图稳定可靠运行。
关键词： 自动导引车系统； 高精度定位； 快速响应代码； 视觉导航
中图分类号： TP 273
文献标识码： A
文章编号： 1000—9787（2019）02—0083—04
Vision navigation AGV system based on QＲ code
XU Qing1 ，XU Zhi-wei1 ，DU Xiao-feng2
（1． State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China； 2． Jiangsu Fasten Optical Cable Co Ltd，Wuxi 214433，China）
2019 年 第 38 卷 第 2 期
传感器与微系统（ Transducer and Microsystem Technologies）
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DOI：10． 13873 / J． 1000—9787（2019）02—0083—04
基于 QＲ 码的视觉导航 AGV 系统
徐 庆1 ，徐志伟1 ，杜晓峰2
（1． 南京航空航天大学 机械结构力学与控制国家重点实验室，江苏 南京 210016； 2． 江苏法尔胜光通有限公司，江苏 无锡 214433）
AGV 导航方式有磁导航、惯性导航、视觉导航、激光导 航和超声导航。激光导航［3］ 和 超 声 导 航［4］ 易 受 环 境 干 扰， 应用相对较少；磁导航运用电磁感应原理，技术成熟，导航 元件多种多 样，如 导 线［5］、磁 条［6］、地 标 磁 钉［7］、电 涡 流 线 圈［8］和射频器件［9］。惯性导航利用惯性传感器，以非接触
收稿日期：2017—12—06
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传感器与微系统