一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110673610A(43)申请公布日2020.01.10(21)申请号201910966527.2(22)申请日2019.10.11(71)申请人天津工业大学地址300380天津市西青区宾水西道399号天津工业大学(72)发明人李天童宁平凡牛萍娟(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法(57)摘要本发明公开了一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法。所述工厂AGV小车包括驱动底盘、支撑外壳、导航控制模块及电源模块。其中驱动底盘包含有电机控制模块、舵机、里程计和导向支撑车轮组；导航控制模块包括装载ROS系统的RaspberryPi处理器、三轴陀螺仪加速器和红外激光雷达。所述路径规划方法包括：AGV小车通过红外传感器获取环境信息建立栅格导航地图，设置AGV小车行驶目标位置点，导航控制模块根据建立的导航地图进行路径规划，控制模块采用实时更新方式躲避突然出现的动态障碍物。CN110673610ACN110673610A权利要求书1/1页1.一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法，其特征在于，所述工厂AGV小车包括移动驱动底盘，支撑外壳，导航控制模块及电源模块。其中移动驱动底盘包含移动车轮组(1)、电机控制模块(2)、舵机及里程计；导航控制模块包含RaspberryPi处理器、三轴陀螺仪加速器及红外激光雷达。所述导航控制模块通过USB接口与驱动底盘连接。所述路径规划方法包括基于红外激光雷达建立栅格导航地图，利用改进遗传算法进行AGV小车的路径规划。2.根据权利要求1所述的一种基于ROS的工厂AGV，其特征在于，所述的移动车轮组(1)由两个驱动轮和两个从动轮组成，驱动底盘为矩形形状，两个驱动轮对称分布于底盘两侧前部，从动轮对称分布于底盘两侧后部。3.根据权利要求1所述的一种基于ROS的工厂AGV，其特征在于，所述电机控制模块(2)包含陀螺仪3Axis，加速度计3Axis，磁力计3Axis及两个电机控制芯片。4.根据权利要求1所述的一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)系统初始化配置。(2)根据红外激光雷达构建栅格地图(3)导航控制模块根据步骤(2)中构建的地图采用定位算法确定AGV所处在地图上的位置(4)在步骤(2)中构建的地图上设定AGV行驶目标位置(5)判断步骤(4)中的目标位置是否可到达(6)当目标位置可到达时，系统根据路径规划算法规划出一条最短最安全的路径供AGV行驶至目标位置(7)当目标位置不可到达时，重复步骤(4)到步骤(6)的方法，知道目标位置可到达(8)导航控制模块控制AGV沿着步骤(6)规划的路径行驶(9)系统更新导航地图上的动态障碍物位置(10)系统更新步骤(4)设置的目标位置是否改变(11)重复步骤(5)到步骤(8)直到AGV小车行驶到达设定的目标位置停止。5.根据权利要求4所述的一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法，其特征在于，步骤(6)所述的路径规划算法的具体步骤为：(1)在栅格地图上利用Dijkstra路径规划算法，规划出一条最短的初始路径(2)在栅格地图的基础上，计算每个栅格的碰撞概率，被障碍物占据的栅格碰撞概率置为1，碰撞概率计算公式如下：式中：P(x，y)为栅格(x，y)碰撞概率；d(Ni)为不同位姿状态下AGV中心占据栅格Ni到机床边缘集合{O}的距离；min(d(Ni))为AGV中心占据栅格到机床所有边缘栅格距离集的最小值。(3)以全局碰撞概率最小为优化目标，采用遗传算法对步骤(1)中的初始路径进行优化(4)将步骤(3)优化后的路径返回给导航控制模块。2CN110673610A说明书1/3页一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法技术领域[0001]本发明涉及一种工厂AGV的路径规划方法，具体涉及一种基于ROS的工厂AGV路径规划方法。背景技术[0002]现代科技发展迅速，人力劳动逐渐被自动化机械所代替，随着我国科技水平的提升，传统加工制造工厂逐渐向着智能化和无人化发展，工厂内原料和成品的运输工程从人力搬运变为助力车，再从助力车发展到现在的AGV智能运输车。AGV智能车的应用将大大提高制造工厂的工作效率，也能满足工厂柔性加工制造的需求。制造工厂的工作环境越复杂，对工厂内的安全要求也就越高，尤其是新兴的智能无人工厂，发生安全事故的后果是不可想象的。在这种复杂的工作环境中，AGV小车的路径规划问题需要考虑AGV的实际大小和尺寸，生成路径的安全性要求比路径最短更重要。[0003]现有的路径规划技术在满足路径距离最短方面相当出色，可以保证所规划的路径在总距离上最短，耗时最少；但是在路径的安全性方面却