【秦丽娟】基于全球定位系统、射频及图像识别的 AGV 交融GPS_最新资讯_新闻资讯

【秦丽娟】基于全球定位系统、射频及图像识别的 AGV 交融GPS

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发布日期：2021-01-24 来源：仪器网作者：Mr liao 浏览次数：85

核心提示：汪思迪曹小华周忠义西南财经大学金融服务工学院长沙 430063参考资料：指出一种新型的AGV 定位导航设计方案，通过射频与图像识别彻底解决全球定位系统偏差合计的缺点，以STM32辅以装置做到对游戏平台的数据处理和身姿数值，由感应器

汪思迪曹小华周忠义西南财经大学金融服务工学院长沙 430063参考资料：指出一种新型的AGV 定位导航设计方案，通过射频与图像识别彻底解决全球定位系统偏差合计的缺点，以STM32辅以装置做到对游戏平台的数据处理和身姿数值，由感应器给予游戏平台的惯性、加速度，改用四元数法作为游戏平台的身姿修正迭代，经采样后给予游戏平台的身姿角。试验分析表明，该新方法安全性强于，数值直观，且带有良好的定位精度，可以实现AGV 的GPS敦促。页面：AGV; 全球定位系统；图像识别；身姿解算之中所示分类号：TP391 文献资料标识码：E 短文英文字母：1001安0785（2018）08安0081安040 前言随着生产力效率的攀升和水平的降低，金融服务仓库服务业的自动控制素质迅速增加。作为仓库金融服务的内部的设备，启动时雷射货车（AGV）的应用领域区域与GPS关键技术给予蓬勃发展。迄今AGV 主要有电磁波雷射、光学仪器雷射、激光器GPS、全球定位系统、听觉GPS和导航系统GPS等形式[1]。大部分AGV 改用激光器GPS和磁性GPS形式，虽然这些GPS关键技术已是成熟技术，但其低成本，很难保障和翻修，因此，重新GPS形式愈来愈受到人们的瞩目。其中，全球定位系统关键技术作为一种不依赖于外间常规的脱离GPS形式，在经营范围和总体布局上带有得天独厚的劣势。另一方面，牵动着互联的崛起，无线电子元件辨别（射频）关键技术被导入，该关键技术重量轻，采用敏捷，抗污染技能强于。针对全球定位系统形式之中的偏差累积到和定位精度原因，本其设计导入射频关键技术与图像识别关键技术，将一段距离讯息磁盘在射频标记之中，图像识别得到身姿讯息，做到AGV的常规导向，降低自动控制工作效率。1 主体初步设计AGV 货车透过全球定位系统作为雷射关键技术，由于控制系统之中所用资料都是滤波给予的，而且是由年前一平衡状态用量落到下一平衡状态用量，因此，在迭代解算的流程之中，所有偏差亦会随着一段时间被迭代累积下来，不太可能造成了极大的累积到偏差[2]。本其设计通过射频导向来修订导向偏差, 通过图像识别来修订取向偏差，在障碍物每星期很远贴纸一个景点，透过AGV 货车上的屏幕成像来确切意味着AGV 货车的同步一段距离讯息，然后基于这些讯息单独对全球定位系统控制系统开展更正，再次变动初始表达式。交融GPS设计方案如图1 下图，该关键技术设计方案不仅可以保障全球定位系统控制系统的准确度及安全性，同时还可以将射频标记作为换乘站辨别的多肽，使AGV 可以随时下线，不必要了人工读取偏差的情形[3]。改用几何体螺旋状射频标记开展GPS和换乘站标记，几何体螺旋状标记设立俾例如所示2 下图( 图中为了梯度模糊用灰框换成射频标记)。将带有坐标系讯息的射频标记敷设在货仓的附加一段距离上，每个标记都代表人一个换乘站，可以用做AGV 导向；如果标记下方设立了塑胶袋，则该标记代表人一个塑胶袋换乘站；如果该标记顶部迄今已经有货车始发，则在动态地图上标识该几何体无限期被迁出；如果标记顶部存有高处，则在地形图上标识该几何体不必进出。所示1 交融GPS设计方案所示2 几何体螺旋状标记设立下面AGV 在上述几何体地形图之中停车时，每星期通常英哩就都会从标记顶部通过，通过非同标记的辨别来得到频域的坐标系讯息。为保障AGV 不独立几何体行星，只要始终保持AGV 货车做到正确的始发、左转、旋转轴90°的操控跳跃，就可以显出在相连标记的中轴上停车。运转时，服务器端相结合AGV 的自导向讯息和地图信息，以标记为换乘站，为每辆车AGV 开展实时梯度建设。在该几何体地形图下，每个标记都可以用做标记换乘站，也就是说两个相连标记连上就成形一条较长梯度，换乘站稀疏，还可开展实时建设梯度。2 感应器频率野外与处理过程为了其设计成本低、密度较重、耗电量较高的身姿GPS参看控制系统，可选择集成度较高的微处理器显示卡STM32F103ZET6 作为GPS内部显示卡，做到身姿和GPS解算以及负载。采用功能强大加速度计和传感器的MPU9255 测惯性和本机的加速度。由于多肽的身姿极点运动速度不大，对身姿乘积的同步数值指出了较低的敦促。确切多肽的身姿乘积即为深入研究多肽极坐标d 和GPS极坐标r 的空间内变换亲密关系，一般用多肽极坐标相对于GPS极坐标的三次转动角确切，即俯仰角θ 、驶向角ψ 、甩街角γ 。迄今主要的深入研究新方法为黎曼法则、路径傅立叶法则和四元数法[4]。黎曼法则解出身姿角时，解出飞行速度很慢，身姿解出方程组之中都会消失“连续函数”，而且不会开展以外身姿解算。路径傅立叶法在解出流程之中数值量过大，不会更快给予计算结果，无法做到实际上岗位之中的最终目标。四元数法不仅解出方程组不简单持续性，而且一维素质较高，方程解计一段时间有所增加，因此，本文身姿测控制系统之中配上四元数法作为身姿修正迭代[5]。2.1 四元数法四元数法身姿乘积数值流程如下[6]：初始四元将近的确切，读取四元将近方程组在解出流程之中初始身姿角修正四元将近，必需这个周期性经过补贴后的加速度gx、、gz，该数值流程之中改用微分欧拉德勒法则，有3）身姿角数值，同步数值成四元数后，再由式（3）顺利完成身姿乘积的修正数值，通过固定式（4）得到多肽的身姿角讯息2.2 卡尔曼滤波在实际上次测试之中，上位机内转送到角身姿的资料一直存有少许噪音妨碍，为了取样噪音妨碍，导入卡尔曼滤波迭代。分设身姿角为α ，对其频域本土化并特征热力学和测量方程组1）通过第p 安1 日子的α 最大值，预期第p 日子的α 最大值：p p 安1 p α =α 丨2）根据第p 安1 日子的系统误差据估计第p 日子的控制系统预期偏差：3）采样相位：4）控制系统最优化推算最大值：5）偏差修正：2.3 图像识别当AGV 货车从标记顶部通过时，必需用图像识别的新方法对全球定位系统的累积到偏差开展修订，变动取向，使货车在恰当的路径上停车。实际步骤：得到图形→黄色空间内变换→电位划分→外缘提炼→ Hough 傅立叶→给予取向。其中，Hough 傅立叶是检查图形之中线段和其取向的决定性。它通过将图形坐标系空间内傅立叶到表达式空间内来做到线段与椭圆的最优[7]。采用拉格朗日方程组来指出线段，其方程组为Hough 傅立叶的实际做到流程如下[8]：1）设立一个表达式（ ρ ，θ ）空间内的二维codice_，该codice_等同于一个浮点；2）顺序搜索图形之中所有最终目标RGB，对于每一个最终目标RGB，在表达式空间内之中根据固定式（5）找寻相异一段距离，然后在浮点的相异一段距离纳1；3）必成表达式空间内（浮点）之中最大值，其一段距离为（ρ ′，θ ′）；4）通过表达式空间内一段距离（ρ ′，θ ′），根据固定式（5）找寻图形空间内之中相对于应当的线段表达式。3 试验与结果数据分析为了证明本文迭代的准确度，其设计了AGV 导向试验。改用上述十轴全球定位系统器件，让AGV 在几何体地形图中沿线段载客，测到的惯性与加速度经过四元将近迭代解算出身姿角，经过卡尔曼滤波处理过程后给予估算。如图3 下图，在30 t 之中1 200 个资料滤波流程之中，由于传感器随机偏转的直接影响，身姿角有不大的合计偏差，采样后突出柯西，偏差在±2°少于。（w）俯仰角（d）驶向角（d）甩街角所示3 采样后的身姿角当货车停泊地形图标记顶部时，图像识别意味着停车取向，见图4。将货车原位旋转轴10°，再一辨别意味着取向，如图5。可见，图像识别测的准确度很高，每当货车经过一个标记时，都可以通过图像识别的新方法测定货车的插值，再次变动取向。所示4 早期图形（从右）与傅立叶图形（从右）测定得ψ =0.9°所示5 早期图形（从右）与傅立叶图形（从右）测定得ψ =安9.1°4 论点本文指出的迭代相结合全球定位系统AGV 货车，彻底解决了传统文化全球定位系统之中偏差累积到的缺点，改用图像识别彻底解决货车导向与纠偏。基于四元将近的身姿解算新方法资料量小的特色实现了在实际上应用领域之中同步身姿据估计的敦促。对传感器负载加速度的随机偏转偏差，应用领域低通滤波器给予了身姿测接口不稳定的正确的身姿讯息。试验分析表明，该新方法直观合理，对户外AGV 的梯度GPS有一定的用处，为彻底解决电脑的导向、测原因给予了一种新思路。引文[1] 张意志．AGV 关键技术的发展研究报告[R]．金融服务关键技术与应用领域，2005（7）：67安73.[2] 刘智平，毕开波．全球定位系统与配对GPS基石[R]．天津：军工出版，2013．[3] 张永泽, 伊斯亚文, 张尉. 惯导与听觉为基础的AGV 货车装置其设计[R]. 河南工业生产关键技术,2015（20）：236.[4] 朱荣，周兆英. 基于MEMS 的身姿测控制系统[R]. 中国航天关键技术，2002（10）.[5] 李楠, 高云峰. 基于AMD 显示卡AGV 用微小型捷联惯导控制系统的深入研究[R]. 感应器与质控制系统,2008.[6] 楚建安. 全球定位系统[R]. 天津：商务印书馆, 2006.[7] 楚丽娟，王挺，刘庆涛. 电子计算机单目听觉导向[R]. 天津：军工出版，2016.[8] 马和颂德, 张正友. 电子计算机听觉: 数值假说与迭代基石[R].天津：商务印书馆, 1998.

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