一種基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種定位系統(tǒng)，具體涉及一種基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)于地面移動(dòng)機(jī)器人，在技術(shù)水平上得到了顯著的提高，在應(yīng)用程度上也得到了人們高度的重視，當(dāng)人們利用移動(dòng)物體代替人們?nèi)ヒ恍┨厥鈭?chǎng)所或執(zhí)行一些工作時(shí)，通常需要對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中的移動(dòng)機(jī)器人定位是通過(guò)設(shè)置在移動(dòng)機(jī)器人上的傳感器感知環(huán)境和自身狀態(tài)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定位功能，存在無(wú)法進(jìn)行快速準(zhǔn)確的定位的缺點(diǎn)，并且在一些特殊環(huán)境下，如地下停車(chē)場(chǎng)、隧道、山洞中等，無(wú)法滿足定位要求，基本屬于失效狀態(tài)，因此，移動(dòng)機(jī)器人在一些特殊環(huán)境中執(zhí)行工作時(shí)，定位就成為了一個(gè)必須解決的難點(diǎn)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中移動(dòng)機(jī)器人定位不及時(shí)準(zhǔn)確以及特殊場(chǎng)所失效的問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，其包括用以對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的定位單元以及用于為定位單元提供電源電壓的供電單元，供電單元與位于定位系統(tǒng)外的供電接口連接，定位單元包括處理模塊和用于對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的檢測(cè)模塊，處理模塊分別與檢測(cè)模塊和位于定位系統(tǒng)外的通信接口連接，檢測(cè)模塊包括慣性測(cè)量單元和用于掃描移動(dòng)機(jī)器人與其四周各個(gè)物品之間的間隔距離的二維激光測(cè)距傳感器。
[0005]進(jìn)一步地，慣性測(cè)量單元包括用于測(cè)量移動(dòng)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的三軸陀螺儀和用于測(cè)量移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度的三軸加速度計(jì)。
[0006]進(jìn)一步地，處理模塊包括數(shù)據(jù)處理單元和用于為數(shù)據(jù)處理單元與定位系統(tǒng)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)傳輸單元。
[0007]優(yōu)選為，數(shù)據(jù)傳輸單元包括第一信號(hào)端和第二信號(hào)端，第一信號(hào)端與數(shù)據(jù)處理單元連接，第二信號(hào)端與通信接口連接。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果為:該基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的檢測(cè)模塊包括慣性測(cè)量單元和二維激光測(cè)距傳感器，并且慣性測(cè)量單元和二維激光測(cè)距傳感器可相互校正誤差，在慣性測(cè)量單元和二維激光測(cè)距傳感器的相互配合下可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的快速準(zhǔn)確定位，并且該基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)在一些特殊環(huán)境中也能夠很好地對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為一種基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一種實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0011]為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，以下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。
[0012]如圖1所示，該基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)包括定位單元，用以對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位；以及供電單元，用于為移動(dòng)機(jī)器人提供符合其所需電源電壓;供電單元與位于定位系統(tǒng)外的供電接口連接，在具體實(shí)施中，當(dāng)機(jī)器人代替人類(lèi)去一些特殊場(chǎng)所或執(zhí)行一些工作時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行快速準(zhǔn)確的定位。
[0013]該基于激光與慣性測(cè)量單元的定位系統(tǒng)的定位單元包括檢測(cè)模塊，用于對(duì)移動(dòng)中的物體的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；以及處理模塊，用于接收檢測(cè)模塊采集的信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和傳輸;處理模塊分別與檢測(cè)模塊和位于定位系統(tǒng)外的通信接口連接，可用于處理模塊和定位系統(tǒng)外部之間的數(shù)據(jù)通信。
[0014]檢測(cè)模塊包括慣性測(cè)量單元和用于掃描移動(dòng)機(jī)器人與其四周各個(gè)物品之間的間隔距離的二維激光測(cè)距傳感器，慣性測(cè)量單元包括三軸陀螺儀，用于測(cè)量移動(dòng)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)角度；以及三軸加速度計(jì)，用于測(cè)量移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度。
[0015]在具體實(shí)施中，在慣性測(cè)量單元和二維激光測(cè)距傳感器均能夠獨(dú)立工作，在慣性測(cè)量單元和二維激光測(cè)距傳感器的相互配合下，可相互校正誤差，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的定位功能，并且在地下停車(chē)場(chǎng)、隧道和山洞的環(huán)境中也能夠很好地對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位。
[0016]處理模塊包括數(shù)據(jù)處理單元和為數(shù)據(jù)處理單元與定位系統(tǒng)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)傳輸單元，在具體實(shí)施中，數(shù)據(jù)傳輸單元接收數(shù)據(jù)處理單元處理后的信號(hào)并將信號(hào)傳輸至定位系統(tǒng)外。數(shù)據(jù)傳輸單元包括第一信號(hào)端和第二信號(hào)端，且第一信號(hào)端和第二信號(hào)端均能實(shí)現(xiàn)雙向輸入輸出功能，第一信號(hào)端與數(shù)據(jù)處理單元連接，可用于數(shù)據(jù)處理單元與系統(tǒng)外部之間的通信;第二信號(hào)端與通信接口連接，可用于輸出系統(tǒng)的定位信息和輸入系統(tǒng)外部的指令。
[0017]在具體實(shí)施中，數(shù)據(jù)處理單元負(fù)責(zé)對(duì)慣性測(cè)量單元以及二維激光測(cè)距傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并將處理后的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)傳輸單元，同時(shí)接收由數(shù)據(jù)傳輸單元傳輸?shù)耐獠靠刂泼?數(shù)據(jù)傳輸單元負(fù)責(zé)將從數(shù)據(jù)處理單元中接收到的信號(hào)傳輸至定位系統(tǒng)外的通信接口和接收來(lái)自系統(tǒng)外部的控制命令。
[0018]該基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的供電接口分別與外部電源和供電單元的電源輸入端連接，在具體實(shí)施中，供電單元接連供電接口通過(guò)將外部電源轉(zhuǎn)換后分別為二維激光測(cè)距傳感器、慣性測(cè)量單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)傳輸單元供電，為體統(tǒng)提供了穩(wěn)定的電源，保證了系統(tǒng)的正常工作。
[0019]綜上所述，該基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)在慣性測(cè)量單元和二維激光測(cè)距傳感器的相互配合下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)搭載有此定位系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人的定位功能，并且在一些特殊環(huán)境中也能夠很好地對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位。
[0020]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將使顯而易見(jiàn)的，本文所定義的一般原理可以在不脫離實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制與本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎性特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于:包括用以對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的定位單元以及用于為所述定位單元提供電源電壓的供電單元，所述供電單元與位于定位系統(tǒng)外的供電接口連接； 所述定位單元包括處理模塊和用于對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的檢測(cè)模塊，所述處理模塊分別與所述檢測(cè)模塊和位于定位系統(tǒng)外的通信接口連接;所述檢測(cè)模塊包括慣性測(cè)量單元和用于掃描移動(dòng)機(jī)器人與其四周各個(gè)物品之間的間隔距離的二維激光測(cè)距傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于:所述慣性測(cè)量單元包括用于測(cè)量移動(dòng)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的三軸陀螺儀和用于測(cè)量移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)加速度的三軸加速度計(jì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于:所述處理模塊包括數(shù)據(jù)處理單元和用于為所述數(shù)據(jù)處理單元與所述定位系統(tǒng)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)傳輸單元。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括第一信號(hào)端和第二信號(hào)端;所述第一信號(hào)端與所述數(shù)據(jù)處理單元連接，所述第二信號(hào)端與所述通信接口連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)，其包括用以對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的定位單元以及供電單元，供電單元與位于定位系統(tǒng)外的供電接口連接。定位單元包括處理模塊和用于對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的檢測(cè)模塊，處理模塊分別與檢測(cè)模塊和位于定位系統(tǒng)外的通信接口連接，檢測(cè)模塊包括慣性測(cè)量單元和用于掃描移動(dòng)機(jī)器人與其四周各個(gè)物品之間的間隔距離的二維激光測(cè)距傳感器。該基于激光與慣性測(cè)量單元的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)在慣性測(cè)量單元和二維激光測(cè)距傳感器的相互配合下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)搭載有此定位系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人的快速準(zhǔn)確定位，并且在一些特殊環(huán)境中也能夠很好地對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位。
【IPC分類(lèi)】G01C21/18
【公開(kāi)號(hào)】CN205175416
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520986901
【發(fā)明人】史思總, 張華 , 肖宇峰, 楚紅雨, 李志雄, 王坤朋, 張靜, 劉滿祿, 霍建文
【申請(qǐng)人】西南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日