基于混合导航方式的AGV导航定位技术研究

随着电子信息产业的飞速发展以及市场对 PCB 的需求量持续增长，目前，我国已成为全球最大的 PCB 生产基地。但大多数 PCB 企业的生产模式仍以劳动密集型为主。基于人工成本增加、电子产品更新快等因素，PCB 企业向智能化发展已成必然趋势。智能物流是智能化转型中的关键环节，而 AGV 凭借其灵活性、智能化等优点已成为智能物流中的重要设备。自动导航技术是AGV 的关键技术，AGV 的广泛应用也推动了自动导航技术的发展。本文提出了采用混合导航 AGV 来实现 PCB 生产车间的物料运输的方案，重点研究了混合导航 AGV 的导航定位技术，并对其导航性能进行验证与评价。本文主要完成了

以下研究内容：

一，根据 PCB 生产车间布局和工艺流程，结合 AGV 的现有导航技术，提出一种可切换使用磁导航和 QR 码视觉导航方式的 AGV 系统框架，在车间过道使用磁条导航，在各个工艺车间内使用基于 QR 码路标的视觉定位，并确定了该系统的主要技术。

二，以磁导航 AGV 的关键技术为研究主体，设计了磁导航 AGV 的结构框架，建立了 AGV 的数学模型并分析误差，采用了增量式 PID 算法来纠正导航偏差并验证了其可行性，最后使用 RFID 射频识别来实现 AGV 的定位。 

三，针对各工艺车间现状，提出了一种在地面均匀铺设 QR 码的视觉导航方案。介绍了 QR 码图像预处理和解码过程，提出了结合编码器信息与 QR 码离散坐标的 AGV粗定位方法。通过分析摄像机模型，利用张正友标定法得到的摄像机参数，推导出了计算 AGV 与 QR 码相对位置的方程，得到了基于 QR 码的 AGV 精定位方法。最后提出利用卡尔曼滤波算法对编码器信息和基于 QR 码的精定位结果进行数据融合，进一步提高了 AGV 导航定位精度。

四，总结了磁导航和基于 QR 码的视觉导航的运行流程；利用 OpenCV 库测试了QR 码的识别结果以及验证了摄像机参数标定的结果。实验结果表明通过图像预处理和Zbar 库解码能正确识别 QR 码并获得了其像素坐标，摄像机标定结果能满足精度要求。本文以 AGV 自动导航技术为研究重点，根据 PCB 生产车间的实际情况，对车间进行区域划分，将磁导航与 QR 码视觉导航技术结合使用，提高了工作效率，为 PCB 企业实现智能物流提供了参考方案；研究了混合导航 AGV 的导航定位技术，为研制出适用于 PCB 生产车间的 AGV 提供了技术支持。