一種基于激光與慣性測量單元的移動機(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量單元的移動機(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，對于地面移動機(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)人們利用移動物體代替人們?nèi)ヒ恍┨厥鈭鏊驁?zhí)行一些工作時，通常需要對移動機(jī)器人進(jìn)行定位。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中的移動機(jī)器人定位是通過設(shè)置在移動機(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，如地下停車場、隧道、山洞中等，無法滿足定位要求，基本屬于失效狀態(tài)，因此，移動機(jī)器人在一些特殊環(huán)境中執(zhí)行工作時，定位就成為了一個必須解決的難點(diǎn)問題。
【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量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中移動機(jī)器人定位不及時準(zhǔn)確以及特殊場所失效的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于激光與慣性測量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)，其包括用以對移動機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時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移動機(jī)器人的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時檢測的檢測模塊，處理模塊分別與檢測模塊和位于定位系統(tǒng)外的通信接口連接，檢測模塊包括慣性測量單元和用于掃描移動機(jī)器人與其四周各個物品之間的間隔距離的二維激光測距傳感器。
[0005]進(jìn)一步地，慣性測量單元包括用于測量移動機(jī)器人的轉(zhuǎn)動角度的三軸陀螺儀和用于測量移動機(jī)器人的運(yùn)動加速度的三軸加速度計。
[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端和第二信號端，第一信號端與數(shù)據(jù)處理單元連接，第二信號端與通信接口連接。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果為:該基于激光與慣性測量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)的檢測模塊包括慣性測量單元和二維激光測距傳感器，并且慣性測量單元和二維激光測距傳感器可相互校正誤差，在慣性測量單元和二維激光測距傳感器的相互配合下可實(shí)現(xiàn)對移動機(jī)器人的快速準(zhǔn)確定位，并且該基于激光與慣性測量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)在一些特殊環(huán)境中也能夠很好地對移動機(jī)器人進(jìn)行定位。
【附圖說明】
[0009]圖1為一種基于激光與慣性測量單元的移動機(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)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動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]為簡單起見，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量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)包括定位單元，用以對移動機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時準(zhǔn)確定位；以及供電單元，用于為移動機(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)器人代替人類去一些特殊場所或執(zhí)行一些工作時，可對其進(jìn)行快速準(zhǔn)確的定位。
[0013]該基于激光與慣性測量單元的定位系統(tǒng)的定位單元包括檢測模塊，用于對移動中的物體的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時檢測；以及處理模塊，用于接收檢測模塊采集的信號并對信號進(jìn)行處理和傳輸;處理模塊分別與檢測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]檢測模塊包括慣性測量單元和用于掃描移動機(jī)器人與其四周各個物品之間的間隔距離的二維激光測距傳感器，慣性測量單元包括三軸陀螺儀，用于測量移動機(jī)器人的轉(zhuǎn)動角度；以及三軸加速度計，用于測量移動機(jī)器人的運(yùn)動加速度。
[0015]在具體實(shí)施中，在慣性測量單元和二維激光測距傳感器均能夠獨(dú)立工作，在慣性測量單元和二維激光測距傳感器的相互配合下，可相互校正誤差，實(shí)現(xiàn)對移動機(jī)器人的定位功能，并且在地下停車場、隧道和山洞的環(huán)境中也能夠很好地對移動機(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并將信號傳輸至定位系統(tǒng)外。數(shù)據(jù)傳輸單元包括第一信號端和第二信號端，且第一信號端和第二信號端均能實(shí)現(xiàn)雙向輸入輸出功能，第一信號端與數(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)對慣性測量單元以及二維激光測距傳感器采集的數(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傳輸至定位系統(tǒng)外的通信接口和接收來自系統(tǒng)外部的控制命令。
[0018]該基于激光與慣性測量單元的移動機(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將外部電源轉(zhuǎn)換后分別為二維激光測距傳感器、慣性測量單元、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量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)在慣性測量單元和二維激光測距傳感器的相互配合下，可實(shí)現(xiàn)對搭載有此定位系統(tǒng)的移動機(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移動機(jī)器人進(jìn)行定位。
[0020]對所公開的實(shí)施例的上述說明，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。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將使顯而易見的，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的原理和新穎性特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于激光與慣性測量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于:包括用以對移動機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時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移動機(jī)器人的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時檢測的檢測模塊，所述處理模塊分別與所述檢測模塊和位于定位系統(tǒng)外的通信接口連接;所述檢測模塊包括慣性測量單元和用于掃描移動機(jī)器人與其四周各個物品之間的間隔距離的二維激光測距傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光與慣性測量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于:所述慣性測量單元包括用于測量移動機(jī)器人的轉(zhuǎn)動角度的三軸陀螺儀和用于測量移動機(jī)器人的運(yùn)動加速度的三軸加速度計。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光與慣性測量單元的移動機(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量單元的移動機(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端和第二信號端;所述第一信號端與所述數(shù)據(jù)處理單元連接，所述第二信號端與所述通信接口連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于激光與慣性測量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)，其包括用以對移動機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時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移動機(jī)器人的定位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時檢測的檢測模塊，處理模塊分別與檢測模塊和位于定位系統(tǒng)外的通信接口連接，檢測模塊包括慣性測量單元和用于掃描移動機(jī)器人與其四周各個物品之間的間隔距離的二維激光測距傳感器。該基于激光與慣性測量單元的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)在慣性測量單元和二維激光測距傳感器的相互配合下，可實(shí)現(xiàn)對搭載有此定位系統(tǒng)的移動機(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移動機(jī)器人進(jìn)行定位。
【IPC分類】G01C21/18
【公開號】CN205175416
【申請?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
【申請人】西南科技大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月3日