一种AGV避障方法、系统、AGV及存储介质

1.一种AGV避障方法，应用于控制单元，其特征在于，所述控制单元内建有防区，所述防区包含多级功能区域，每两个功能区域的避障长度和/或避障宽度不同，且所有所述功能区域均包含在避障模块可扫描到的全局区域内；所述方法包括：
获取所述避障模块扫描到的全局区域内的障碍物信息；
判断是否有障碍物落入任一级所述功能区域内，是则触发对应于所述功能区域的预设操作；其中，所述预设操作包括减速、停车；
所述防区内的功能区域包括预警区、减速区、停止区，从前而后来看，三者的避障长度依次变短，而避障宽度依次变宽；所述触发对应于所述功能区域的预设操作包括:
当有障碍物落入所述预警区，控制所述AGV减速至不高于第一预设速度；
当有障碍物落入所述减速区，控制所述AGV减速至不高于第二预设速度；
当有障碍物落入所述停止区，控制所述AGV停止。
2.根据权利要求1所述的AGV避障方法，其特征在于，所述控制单元内建有多组不同档位的所述防区，任两种档位的所述防区的功能区域设置均不相同；所述方法还包括：
获取AGV的工况状况，其中，所述工况状况包含所述AGV距离终点的距离远近和/或是否载货状况；
根据所述工况状况将防区的档位切换至与其适配的档位。
3.根据权利要求2所述的AGV避障方法，其特征在于，所述控制单元内建有对应关系表，所述对应关系表记载了距离区间和/或是否载货与档位的对应关系，所述根据所述工况状况将防区的档位切换至适配的档位包括：
根据AGV距离终点的距离所在的距离区间和/或是否载货情况查询所述对应关系表得到适配的档位；
将适配的档位对应的所述防区设置为当前防区。
4.根据权利要求1所述的AGV避障方法，其特征在于，所述避障模块包括双目摄像头以及结构光探测模块。
5.根据权利要求1所述的AGV避障方法，其特征在于，所述AGV的运载对象为带有支撑腿的货架，控制单元所设置的当前的防区的至少一个功能区域的避障宽度大于所述货架的宽度，且避障宽度大于所述货架宽度的功能区域内对应于所述支撑腿的位置具有异形区域，所述控制单元针对所述异形区域内的障碍物信息予以忽略。
6.一种AGV避障系统，其特征在于，其内存储有防区信息，所述防区包含多级功能区域，每两个功能区域的避障长度和/或避障宽度不同，且所有所述功能区域均包含在避障模块可扫描到的全局区域内；所述系统包括：
第一获取模块，其用于获取所述避障模块扫描到的全局区域内的障碍物信息；及触发模块，其用于判断是否有障碍物落入任一级所述功能区域内，是则触发对应于所述功能区域的预设操作；其中，所述预设操作包括减速、停车；
所述防区内的功能区域包括预警区、减速区、停止区，从前而后来看，三者的避障长度依次变短，而避障宽度依次变宽；所述触发对应于所述功能区域的预设操作包括:
当有障碍物落入所述预警区，控制所述AGV减速至不高于第一预设速度；
当有障碍物落入所述减速区，控制所述AGV减速至不高于第二预设速度；
当有障碍物落入所述停止区，控制所述AGV停止。
7.根据权利要求6所述的AGV避障系统，其特征在于，其内存储有多组不同档位的所述防区信息，任两种档位的所述防区的功能区域设置均不相同；所述系统还包括：
第二获取模块，其用于获取所述AGV的工况状况，其中，所述工况状况包含所述AGV距离终点的距离远近和/或是否载货状况；及
匹配模块，其用于根据所述工况状况将防区的档位切换至与其适配的档位。
8.一种AGV，其特征在于，其包括：
AGV车体，其能可控移动；
避障模块，其用于扫描障碍物信息；及
控制单元，其包括权利要求6或7所述的AGV避障系统。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有可执行程序，所述可执行程序被执行时以实现如权利要求1‑5任一项所述的AGV避障方法。

一种AGV避障方法、系统、AGV及存储介质\n技术领域\n[0001] 本发明涉及AGV避障技术领域，特别是涉及一种AGV避障方法、系统、AGV及存储介质。\n背景技术\n[0002] 随着我国人口红利的逐步消失，劳动力成本快速上涨，仓储物流、工业生产等劳动密集型行业及危险作业领域对AGV的需求愈发迫切，对AGV的技术改进也提出了更高的要求。目前，AGV的自主导航技术已经发展成熟，AGV可自主执行一部分搬运、牵引货物的任务，在AGV自主导航执行任务时，对于障碍物的探测与防碰撞是重要的一环，现有市面上的AGV的障碍物探测与防碰撞策略做的较为简单，一般均是简单地设置一个报警范围，当报警范围内探测到障碍物时执行减速或停止的操作，这种防碰撞策略其报警范围的区域设置大小会影响AGV的运行效率与运行安全，报警范围的设置区域过大易造成误检测以及使AGV在距离障碍物较远的距离即减速或停止，影响AGV的运行效率，报警范围的设置区域过小AGV运行的安全性也相应减小。因此，有必要针对AGV的障碍物探测与防碰撞策略进行优化。\n发明内容\n[0003] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种AGV避障方法、系统、AGV及存储介质，旨在解决现有AGV的障碍物探测与防碰撞策略效用较差的问题。\n[0004] 技术方案：为实现上述目的，本发明的AGV避障方法，应用于控制单元，所述控制单元内建有防区，所述防区包含多级功能区域，每两个功能区域的避障长度和/或避障宽度不同，且所有所述功能区域均包含在避障模块可扫描到的全局区域内；所述方法包括：\n[0005] 获取所述避障模块扫描到的全局区域内的障碍物信息；\n[0006] 判断是否有障碍物落入任一级所述功能区域内，是则触发对应于所述功能区域的预设操作；其中，所述预设操作包括减速、停车。\n[0007] 进一步地，所述控制单元内建有多组不同档位的所述防区，任两种档位的所述防区的功能区域设置均不相同；所述方法还包括：\n[0008] 获取AGV的工况状况，其中，所述工况状况包含所述AGV距离终点的距离远近和/或是否载货状况；\n[0009] 根据所述工况状况将防区的档位切换至与其适配的档位。\n[0010] 进一步地，所述防区内的功能区域包括预警区、减速区、停止区，从前而后来看，三者的避障长度依次变短，而避障宽度依次变宽；所述触发对应于所述功能区域的预设操作包括:\n[0011] 当有障碍物落入所述预警区，控制所述AGV减速至不高于第一预设速度；\n[0012] 当有障碍物落入所述减速区，控制所述AGV减速至不高于第二预设速度；\n[0013] 当有障碍物落入所述停止区，控制所述AGV停止。\n[0014] 进一步地，所述控制单元内建有对应关系表，所述对应关系表记载了距离区间和/或是否载货与档位的对应关系，所述根据所述工况状况将防区的档位切换至适配的档位包括：\n[0015] 根据AGV距离终点的距离所在的距离区间和/或是否载货情况查询所述对应关系表得到适配的档位；\n[0016] 将适配的档位对应的所述防区设置为当前防区。\n[0017] 进一步地，所述避障模组包括双目摄像头以及结构光探测模块。\n[0018] 进一步地，所述AGV的运载对象为带有支撑腿的货架，控制单元所设置的当前的防区的至少一个功能区域的避障宽度大于所述货架的宽度，且避障宽度大于所述货架宽度的功能区域内对应于所述支撑腿的位置具有异形区域，所述控制单元针对所述异形区域内的障碍物信息予以忽略。\n[0019] 一种AGV避障系统，其内存储有防区信息，所述防区包含多级功能区域，每两个功能区域的避障长度和/或避障宽度不同，且所有所述功能区域均包含在避障模块可扫描到的全局区域内；所述系统包括：\n[0020] 第一获取模块，其用于获取所述避障模块扫描到的全局区域内的障碍物信息；及[0021] 触发模块，其用于判断是否有障碍物落入任一级所述功能区域内，是则触发对应于所述功能区域的预设操作；其中，所述预设操作包括减速、停车。\n[0022] 进一步地，其内存储有多组不同档位的所述防区信息，任两种档位的所述防区的功能区域设置均不相同；所述系统还包括：\n[0023] 第二获取模块，其用于获取所述AGV的工况状况，其中，所述工况状况包含所述AGV距离终点的距离远近和/或是否载货状况；及\n[0024] 匹配模块，其用于根据所述工况状况将防区的档位切换至与其适配的档位。\n[0025] 一种AGV，其包括：\n[0026] AGV车体，其能可控移动；\n[0027] 避障模块，其用于扫描障碍物信息；及\n[0028] 控制单元，其包括上述的AGV避障系统。\n[0029] 一种存储介质，所述存储介质上存储有可执行程序，所述可执行程序被执行时以实现上述的AGV避障方法。\n[0030] 有益效果：本发明的AGV避障方法、系统、AGV及存储介质通过设置具有多级功能区域的防区，并针对各级功能区域分别设置不同的预设操作，从而使得AGV的障碍物探测与防碰撞策略得到了有效细化，可在保证防碰撞目的的同时提升AGV的运行效率，减少误探测；\n在进一步的实施例中，通过设置不同档位的多组防区，使得不同工况状况对应不同档位的防区，使得障碍物探测与防碰撞策略根据工况状况进一步得到细化，使得避障效用与AGV的运行效率都较高。\n附图说明\n[0031] 附图1为本发明各实施例之AGV的硬件结构示意图；\n[0032] 附图2为本发明各实施例之防区中各功能区域的分布图；\n[0033] 附图3为本发明第一实施例之AGV避障方法的流程示意图；\n[0034] 附图4为本发明第一实施例之根据工况状况选择防区档位的流程示意图；\n[0035] 附图5为本发明各实施例之带有异形区域的防区的构成图；\n[0036] 附图6为本发明第二实施例之AGV避障系统的构成示意图。\n[0037] 图中：\n[0038]\n[0039]\n具体实施方式\n[0040] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。\n[0041] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0042] 可以理解，在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。\n[0043] 如附图1所示为本发明各实施例的一种AGV100的硬件结构示意图，其至少包括AGV车体110、避障模块120、控制单元130以及电池140；其中AGV车体110用于承载AGV100包含的所有元件，包括避障模块120、控制单元130以及电池140等元器件均安装在AGV车体110上，下面对AGV100各组成部分详细说明如下：\n[0044] AGV车体110包含车体本体111以及安装在车体本体111中部左、右两侧的两个驱动轮112，此外，为了维持车体本体111的平衡，车体本体111的前、后两侧各安装有若干从动轮，从动轮起到支撑左右；控制单元130可通过分别控制两个驱动轮112进行差速运转以使得AGV车体110整体可执行前进、后退、原地旋转等动作，使得AGV车体110具有灵活运动的能力。\n[0045] 避障模块120用于扫描障碍物信息，避障模块120可采用激光雷达、超声传感器、红外传感器等形态的可探测AGV周围的障碍物的传感器，基于上述传感器或其组合的避障模块120的技术方案均应当视作落入本发明的保护范围；在优选的实施例中，避障模块120包含了双目摄像头以及结构光探测模块，该避障模块120以视觉双目为主，融合了结构光的方案，可有效增加白墙和无纹理物体的深度测量精度，同时可在黑暗环境中使用，相比而言，传统红外波，线性旋转雷达等方案在二维避障时容易存在探测盲区，采用本避障模块120进行三维扫描能够精准检测障碍物与模组之间的距离，可实时传输避障信息，大幅提升了感知的可靠性。在其他实施例中，避障模块120除了包含双目摄像头以及结构光探测模块以外，还可以包含其他传感器，如上述的激光雷达、超声传感器、红外传感器等类型的传感器，这些组合形式均应当视作落入本发明的保护范围。\n[0046] 控制单元130用于控制整个AGV100进行自主导航运动、障碍物探测以及防碰撞等一系列任务，其至少包括一组处理器与存储器，其中存储器内存储有可执行程序，处理器执行所述可执行程序以实现对AGV100的一系列控制；\n[0047] 控制单元130包括AGV避障系统150，AGV避障系统150可以以硬件的形式存在或以软件的形式存在，当其以硬件的形式存在时，其包含有独立的子处理器与子存储器，子存储器内存储由专用的视觉避障程序；当其以软件的形式存在时，其与控制单元130内的其他程序共享处理器与存储器，其为存储器中众多程序中的一个程序块，处理器执行该程序块可实现本发明的AGV避障方法。\n[0048] 实施例一\n[0049] 本实施例中，AGV避障方法应用于控制单元130，所述控制单元130内建有防区，所述防区包含多级功能区域，每两个功能区域的避障长度和/或避障宽度不同，且所有所述功能区域均包含在避障模块可扫描到的全局区域内；此处，功能区域是一种在控制单元130内部虚拟划定出来的一种虚拟区域，其始终随着AGV100的运动而运动，即其是以AGV100的基坐标为参考坐标划定的，功能区域的避障长度是在AGV100前后方向上划定的距离，避障长度是在AGV100左右方向上划定的距离，当避障长度与避障宽度确定了，功能区域的有效区域范围也就确定了；每个功能区域对应于一种预设操作指令，AGV100运行过程中，当有障碍物出现在功能区域内，就会触发一种操作指令，以实现防止碰撞到障碍物的目的。\n[0050] 在本实施例中，所述防区的规划示意图如附图2所示，其内的功能区域包括预警区a、减速区b、停止区c，从前而后来看，三者的避障长度依次变短，而避障宽度依次变宽，即：\n预警区a的避障长度最长，减速区b次之，停止区c的避障长度最短；停止区c的避障宽度最宽，减速区b次之，停止区c的避障宽度最窄。预警区a对应的预设操作指令是使AGV100以一个较高的目标速度(此处称作：第一预设速度)为目标进行减速，使其速度不高于第一预设速度行驶，此时AGV车体110的减速程度相对较小。减速区b对应的预设操作指令是使AGV100大幅减速至一个较低的目标速度(此处称作：第二预设速度)，使其速度不高于第二预设速度行驶，此时AGV车体110的减速程度相对较大。停止区c对应的预设操作指令是使AGV100刹车至完全停止以防止碰撞，此区域中出现障碍物说明障碍物离AGV100很近，需要马上停止，不然碰撞风险很大。\n[0051] 将防区设置成上述三种区域并使三种区域的避障长度与避障宽度设置为如图2所述形态可有效保证避障效果，由于预警区a的避障长度最长，其探测长度最长，AGV100运动时稍有偏离就容易带来误检测，因此将其避障宽度设置得最窄可有效防止误检测，预警区a的避障宽度可以比AGV车体110本身更窄。反之，停止区c的避障宽度最宽，可有效防止碰撞的发生，停止区c的避障宽度需要大于AGV100本身的宽度，当AGV100所搬运或迁移的货物较宽时，停止区c的避障宽度还应当大于货物的最大宽度。\n[0052] 基于上述AGV100的硬件条件以及防区的设置，如附图3所示，AGV避障方法包括如下步骤S201‑S202：\n[0053] 步骤S201，获取所述避障模块扫描到的全局区域内的障碍物信息；\n[0054] 本步骤中，避障模块120会对其有效探测范围进行障碍物探测，并获取各障碍物的方位与深度距离信息。\n[0055] 步骤S202，判断是否有障碍物落入任一级所述功能区域内，是则触发对应于所述功能区域的预设操作。\n[0056] 本步骤中，控制单元130依次根据各障碍物的方位与深度距离信息对其是否落入防区进行进行判断，当障碍物不落入防区，则对其予以忽略处理，当其落入防区，判断其落入的具体功能区域并触发对应于该功能区域的预设操作指令，使得AGV100按照该预设操作指令执行相应的操作。\n[0057] 具体地，步骤S202中触发对应于所述功能区域的预设操作具体包括如下步骤S301‑S303，可以理解，本方法实施例中的步骤编号不用于对执行步骤的顺序进行限定。\n[0058] 步骤S301，当有障碍物落入所述预警区a，控制所述AGV100减速至不高于第一预设速度；\n[0059] 步骤S302，当有障碍物落入所述减速区b，控制所述AGV100减速至不高于第二预设速度；\n[0060] 步骤S303，当有障碍物落入所述停止区c，控制所述AGV100停止。\n[0061] 在优选的实施例中，所述控制单元130内建有多组不同档位的所述防区，任两种档位的所述防区的功能区域设置均不相同；本实施例中，各防区可以都设置预警区a、减速区b、停止区c三种功能区域，所有档位防区的同一类功能区域的至少避障长度这一项不相同，避障宽度可以相同也可以根据档位的级别单独细化设置，如，若控制单元130内设置有15档防区，档位1的预警区a、减速区b、停止区c三者的避障长度分别设置为0.5m、0.3m、0.2m；档位15的预警区a、减速区b、停止区c三者的避障长度分别设置为2m、1.5m、1m，档位1与档位15之间的13个档位各自的预警区a、减速区b、停止区c的避障长度可分别细化划分。通过设置多组防区，控制单元130可按需选择不同档位的防区作为当前防区，可有效提升障碍物探测与防碰撞策略的选择丰富性。\n[0062] 基于上述多档位防区的设置，如附图4所示，上述的AGV避障方法还包括如下步骤S401‑S402：\n[0063] 步骤S401，获取AGV100的工况状况，其中，所述工况状况包含所述AGV100距离终点的距离远近和是否载货状况；\n[0064] 本步骤中，考虑了AGV100距离终点的距离远近以及是否载货状况作为了档位切换的考量参数，在其他实施例中，还可以引入其他参数作为考量档位切换的参数，如可另外引入所搬运货物的重量、体积这几项参数作为档位切换的考量参数。\n[0065] 回到图4，步骤S402，根据所述工况状况将防区的档位切换至与其适配的档位。\n[0066] 本步骤中，一般AGV100距离终点的距离越远，选择的档位的避障距离越长，AGV100距离终点的距离越近，选择的档位的避障距离越短。当AGV100载有货物时，此时称为“重车”状态，此时选取的防区的最大避障距离应当比AGV100未载货时选择的防区的最大避障距离长。\n[0067] 具体地，为了方便控制单元130选择合适的档位，控制单元130可内建有对应关系表，所述对应关系表记载了距离区间和/或是否载货与档位的对应关系，所述根据所述工况状况将防区的档位切换至适配的档位包括如下步骤S501‑S502：\n[0068] 步骤S501，根据AGV100距离终点的距离所在的距离区间和/或是否载货情况查询所述对应关系表得到适配的档位；\n[0069] 步骤S502，将适配的档位对应的所述防区设置为当前防区。\n[0070] 以0‑15档防区为例，可设置在AGV100空车运行时，控制单元130在0～7档位防区之间切换，其中7档防区的最大避障距离最远，0档防区的最大避障距离最近。当AGV100载货运行时，可设置控制单元130在8～15档位防区之间切换，其中15档防区的最大避障距离最远，\n8档防区的最大避障距离最近。\n[0071] 在一种实施例中，所述AGV100的运载对象为带有支撑腿的货架，控制单元130所设置的当前的防区的至少一个功能区域的避障宽度大于所述货架的宽度，且避障宽度大于所述货架宽度的功能区域内对应于所述支撑腿的位置具有异形区域d(如附图5所示)，所述控制单元130针对所述异形区域d内的障碍物信息予以忽略，如此可有效防止货架的支撑腿对障碍物检测结果形成干扰。\n[0072] 实施例二\n[0073] 本实施例提供了一种AGV避障系统600，AGV避障系统600可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述AGV避障方法。本发明实施例所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述AGV避障方法在存储介质中的执行过程。\n[0074] AGV避障系统内存储有防区的信息，所述防区包含多级功能区域，每两个功能区域的避障长度和/或避障宽度不同，且所有所述功能区域均包含在避障模块120可扫描到的全局区域内；\n[0075] 以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能，如附图6所示，AGV避障系统600包括：\n[0076] 第一获取模块610，其用于获取所述避障模块120扫描到的全局区域内的障碍物信息；\n[0077] 触发模块620，其用于判断是否有障碍物落入任一级所述功能区域内，是则触发对应于所述功能区域的预设操作；其中，所述预设操作包括减速、停车。\n[0078] 在优选的实施例中，AGV避障系统600内存储有多组不同档位的所述防区信息，任两种档位的所述防区的功能区域设置均不相同；基于此，AGV避障系统600还包括：\n[0079] 第二获取模块630，其用于获取所述AGV100的工况状况，其中，所述工况状况包含所述AGV100距离终点的距离远近和/或是否载货状况；\n[0080] 匹配模块640，其用于根据所述工况状况将防区的档位切换至与其适配的档位。\n[0081] 上述各程序模块在执行相应的任务时的技术细节可参照实施例一，此处不赘述。\n[0082] 实施例三\n[0083] 本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储AGV避障系统600，被处理器执行时实现本发明之AGV避障方法。\n[0084] 上述实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。\n[0085] 本发明的AGV避障方法、系统、AGV及存储介质通过设置具有多级功能区域的防区，并针对各级功能区域分别设置不同的预设操作，从而使得AGV的障碍物探测与防碰撞策略得到了有效细化，可在保证防碰撞目的的同时提升AGV的运行效率，减少误探测；在进一步的实施例中，通过设置不同档位的多组防区，使得不同工况状况对应不同档位的防区，使得障碍物探测与防碰撞策略根据工况状况进一步得到细化，使得效用与AGV的运行效率都较高。\n[0086] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。