agv ti 毫米波雷达_基于毫米波雷达的封闭环境下AGV定位系统及方法与流程
本发明涉及自动导引车辆（AGV）定位导航领域，尤其是一种采用毫米波雷达技术的封闭环境中的定位系统及其应用方法
背景技术：
自动引导车（AGV）最初起源于美国物流协会. 即便具备配备电磁波或光学传感器等引导装置, 按照预先设定的行驶路线自主运行, 并且同时具备安全防护装置和多种载货能力的运输工具
相较于传统叉车与拖车的作业模式，在提升物流自动化水平与智能化程度方面具有显著成效。AGV作为现代化的物料搬运设备，在提高生产作业效率方面展现出显著的优势，并且其在线充电能力使其能够24小时不间断运行，在这方面完全超越了传统的人工搬运方式。相比之下，在购置费用上AGV已达到与传统搬运设备相当的水平，并且相较于不断上升的人力成本优势愈发明显。此外，在运行路径及速度参数明确无误的情况下AGV的操作更加精准可靠；同时该系统还具备对物料实时追踪的能力，在保障可靠性的同时显著提升了整体操作效率
在诸如大型仓库、隧道等封闭环境中（例如），GPS信号会变得非常微弱甚至完全丢失（而导致），因此GPS定位不再可靠（而）。然而AGV仍需配备一个高精度的定位系统以确保正常行驶。从现有技术角度来看（主要的技术手段包括），解决方案主要包括磁导航和视觉导航等多种方案。其中磁导航的优势在于能够为AGV提供稳定可靠的导航功能（其具体实现方式包括铺设磁条或安装磁钉）。然而无论是哪种安装方式（均）存在一定的成本问题（其具体表现为：铺设成本较高；维护成本也相应增加）。相比之下视觉导航虽然成本较低但其稳定性较差（容易受到环境因素影响）。因此在实际应用中必须权衡两者的优缺点才能做出最佳选择
技术实现要素：
本发明旨在开发一种稳定性优异、识别精度优良、成本较低且适用于全天候运行环境的AGV定位系统及其方法
该发明的目的可通过技术方案得以实现：在封闭环境下的毫米波雷达AGV定位系统中包含无芯片射频标签组件、毫米波雷达装置、无线传输设备以及上位机平台等构成部分；其中该毫米波雷达装置内部由射频接收与发送单元组、信号调制解调器组件以及信号处理核心单元集成配置而成
该模块被设计为不带芯片的射频标签模块，主要用于识别不同类型的AGV系统，并发送回波雷达信号。
所述射频收发模块，用于发射接收射频信号；
本模块旨在对射频收发模块接收的信号进行放大与滤波处理
所述信号处理器模块旨在利用信号调理模块处理后的数据进行AGV位置信息的分析。
所述无线传输模块，用于将agv位置信息发送至上位机模块。
针对毫米波雷达在封闭环境下的AGV定位系统的位置确定方法
步骤1、射频收发模块接收无芯片射频标签反射的信号；
步骤2、由信号调理模块对接收到的信号依次进行放大和滤波；
第3步, 该系统中的信号处理模块通过完成对经过信号调理模块处理后的信号的解析来确定AGV的位置信息。
步骤4、无线传输模块将agv位置信息发送至上位机模块。
本发明与现有技术相比，在技术性能上具有显著优势：第一，在定位能力方面相较于基于GPS定位的传统方法而言，在封闭环境中能够持续接收卫星信号而不受干扰，并展现出极高的识别精度；第二，在成本效益方面相较于同类具有相同识别精度的激光雷达系统而言，则价格相对较低，并且具有低成本维护的优势且较为耐用；第三，在适应复杂环境方面则能面对恶劣天气状况如大雾、雾霾或沙尘等极端天气的影响，并能在各种气象条件下稳定运行
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明基于毫米波雷达的封闭环境下agv定位系统结构示意图。
图2为本发明基于毫米波雷达的封闭环境下agv定位系统工作示意图。
图3为本发明基于毫米波雷达的封闭环境下agv定位方法流程图。
具体实施方式
参考图1可知，在毫米波雷达工作的封闭环境下，本发明提出了一种AGV定位系统方案；该系统由依次排列的无芯片射频标签模块、毫米波雷达模块、无线传输模块以及上位机模块构成；其中作为核心部件的毫米波雷达模块内部包含依次排列的射频收发组件、信号调理组件和信号处理单元；
不含芯片的射频标签模块主要用于识别或标记不同的AGV小车，并能回传或反射雷达信号。
所述射频收发模块，用于发射接收射频信号；
该信号处理模块用于逐个对射频接收模块接收到的信号进行放大和滤波。
所述信号处理模块, 该模块负责解析AGV的位置信息；
所述无线传输模块，用于将agv位置信息发送至上位机模块。
进一步优化地，在AGV侧面布置了无芯片射频标签模块；毫米波雷达模块和无线传输模块分别布置在封闭区域的外部侧边和外围位置。
进一步地，射频收发模块采用多发多收微带阵列天线。
进一步优化设计的多发多收微带阵列天线具体实现为两发四收的微带阵列天线。
示例性优选地，两发四收的微带阵列天线采用77ghz频率波段。
进一步地，信号处理模块包括依次设置的：
数模转换模块，用于对信号调理模块处理后的信号进行数模转换；
嵌入式处理单元由信号下采样模块和数字控制器单元组成，并负责对数模转换后的信号进行解析以确定AGV位置信息
通过参考图2和图3，在上述毫米波雷达所处的封闭环境中实现AGV（自动引导车）定位系统的技术方法具体包含以下几个步骤
步骤1、射频收发模块接收无芯片射频标签反射的信号；
步骤2、由信号调理模块对接收到的信号依次进行放大和滤波；
步骤3、该系统中的一级功能单元（即信号处理器）经过其内部的信号调理模块完成对输入的电信号进行转换后，并对其进行数据解码以完成解析以获取AGV的位置信息；
步骤4、无线传输模块将agv位置信息信息发送至上位机模块。
随后，在步骤3中，信号处理模块从信号调理模块处理后的信号中解析出AGV的位置信息。
步骤3-1、对信号调理模块处理后的信号进行数模转换；
步骤3-2、基于经数字模转换后的信号，在应用位置解算算法的过程中对信号进行解析，则能够得出多辆装备无芯片识别标签的AGV的位置信息；具体而言，则包括：
步骤3/2/1中，对数模信号进行解析处理后获取具有无芯片识别标签的AGV相对于毫米波雷达模块的距离与角度信息。
第3-2-2步依据距离测量与方位角数据, 借助卡尔曼滤波算法融合封闭区域地图中的障碍物分布信息确定AGV的位置; 其中在此环境中布置的毫米波雷达模块的位置是预先确定的; 具体而言, 在此环境中布置的毫米波雷达模块的位置是预先确定的
设共有n台毫米波雷达阵列模块，在封闭环境地图上确定了每台设备的位置。
通过在基点上安装若干个射频收发模块来接收反射信号，并测量当前带有无芯片射频标签的AGV相对于这些模块的位置关系, 从而确定AGV的实际位置信息。
本发明相较于传统的GPS定位系统，在封闭环境下展现出更好的稳定性，在受到环境因素干扰时也较少出现信号丢失的情况，并且具有极高的识别精度；即使遇到大雾、雾霾或沙尘等不利天气条件的影响依然能够正常工作并满足全天候的需求。