[實用新型]一種全向移動平臺視覺導航系統

有效

• 申請號: 201621095246.2
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN206242071U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 阮寧;李興寶;張戰;張藝杰;楊連明
• 申請（專利權）人: 深圳市勁拓自動化設備股份有限公司
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J13/02;B25J9/16
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 翁斌

技術領域

本實用新型涉及導航技術領域，尤其涉及一種全向移動平臺視覺導航系統。

背景技術

隨著移動機器人技術的快速發展和成熟，較低成本的機器人將會真正進入人們的生活，視覺交互是人-機-環境進行交互的重要交互模式。經過調研，很多運輸、裝配等設備在物流倉儲業、智能工廠、危險場所時，往往需要頻繁地在固定的路線上來回移動。AGV(Automatic Guided Vehicle，自動導航小車)是一種無人操縱的自動化運輸設備，能承載一定的重量在出發地和目的地之間自主運行，是自動物流系統和柔性制造系統的重要組成設備。因此，可以在這些路線上鋪設好碼帶，全向移動平臺通過自動追蹤這些不同類型的標志碼帶，實現在指定路徑與地點間移動。省去了人為的操控，從而為用戶提供方便。因此，成本低、結構緊湊、功耗低、便攜性強的視覺導航控制系統將備受青睞。

現在自動導航技術應用非常廣泛了，目前主流導航方式有紅外導航、磁導航、激光導航、慣性導航等多種方式。在應用在物流自動化搬運、柔性制造中都存在一定的局限性，具體如下：

紅外導航：成本較低、路徑設置簡單靈活，但其偵測范圍小、獲取信息較少、精度相對較低。

磁導航：需要在地面上鋪設磁條，容易被損壞，也影響美觀。更改路線比較麻煩，適合路徑比較單一的場合。

激光導航：依靠激光旋轉頭感應固定范圍內的激光反射板，同時改造費用也高，主要的費用是在激光旋轉頭和激光反射板上。對環境要求高，光線很強的環境下不能運行，因為光線很強時會干擾到激光旋轉頭感應激光反射板，周圍障礙物很多時，或者工廠環境很復雜時，就需要加裝很多的激光反射板，有的環境下是無法加裝很多激光反射板的，比如立體倉庫中，由于立體庫的有很多的承重梁，但是大梁與輔梁直接又有很多小的連接梁，此時激光反射板是無法進行密集安裝的，所以類似于這樣的環境激光導航是無法運行的。

慣性導航：目前市面上的慣性導航都是通過單個舵輪實現驅動，即提供動力的只有一個輪，無法實現全向移動或原地旋轉。

實用新型內容

本發明提供了一種基于視覺導航、定位的全向移動平臺自動導航運輸車系統，該系統可在復雜路徑中快速準確的自動導航和精確定位，且具有操作簡單、低成本的優點。

為了實現本實用新型的目的，所采用的技術方案是：一種全向移動平臺視覺導航系統，包括遠程控制計算機、照明裝置、圖像傳感器、碼帶、主控制器、測距模塊、手動控制器、電機驅動裝置和伺服電機，照明裝置、圖像傳感器、主控制器、測距模塊、電機驅動裝置和伺服電機均安裝在全向移動平臺上，碼帶鋪設在全向移動平臺的運行路徑上，在全向移動平臺的運行過程中，全向移動平臺通過圖像傳感器和照明裝置來采集全向移動平臺的運行路徑上的碼帶的圖像信息，主控制器對圖像傳感器采集到的圖像信息進行處理和分析來獲得相應的控制策略，主控制器根據控制策略通過脈沖和方向信號控制電機驅動裝置來控制伺服電機的轉速和方向，伺服電機控制全向移動平臺進行相應的運動，遠程控制計算機與全向移動平臺進行無線實時通訊，遠程控制計算機向全向移動平臺發出目的地和位置信息，測距模塊用來判斷全向移動平臺運行路徑上的障礙物，測距模塊和手動控制器分別與主控制器相連，手動控制器用于緊急情況下保護全向移動平臺的運行。

作為本實用新型的優化方案，全向移動平臺的運行路徑上鋪設有控制碼帶、位置碼帶和顏色碼帶，控制碼帶用于控制全向移動平臺的行進方向、加速、減速、等待和停止，位置碼帶用于全向移動平臺的精確定位，顏色碼帶用于控制全向移動平臺沿全向移動平臺的運行路徑行駛。

作為本實用新型的優化方案，手動控制器通過無線網絡與主控制器進行通訊。

本實用新型具有積極的效果：

1)本實用新型具有布置方便、路徑更改靈活、信息獲取豐富、可擴展強、成本低廉等優點；

2)本實用新型使全向移動平臺能在復雜的路徑中自動導航到目標位置，無需再使用其它地標傳感器，并可以通過位置碼帶進行精確定位；

3)本實用新型的環境適應性強，即使突然斷電，再重啟后掃描地面上的碼帶能快速定位到自己的位置。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的原理示意圖；

圖3是本實用新型的控制原理圖。

其中：1、遠程控制計算機，2、照明裝置，3、圖像傳感器，5、主控制器，6、測距模塊，41、控制碼帶，42、位置碼帶，43、顏色碼帶。