CN105333864A - 一种用于定位移动设备的定位系统 - Google Patents

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何维
崔传真
袁雪鹏
黄红生
孙腾
王跃飞
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    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01C11/04—Interpretation of pictures

Abstract

本发明公开了一种用于定位移动设备的定位系统，包括固定物架和一个能相对固定物架进行运动的移动设备，所述固定物架上设有多排用于放置物品的横板，还包括标识区域，所述标识区域包括用于输入目标位置信号的输入模块、摄像头装置、控制装置和多个标识条，控制装置的输入端与摄像头装置连接、其输出端与移动设备上的驱动电机连接，用于将摄像头装置采集到的图像信息和视频信息进行处理后与目标位置信号对比从而形成控制信号，所述驱动电机接收所述控制信号、对移动设备的位置进行定位。本发明对在导轨上运动的移动设备进行定位的同时，也能准确对机械手或机械臂的抓取、放置物品进行定位，具有定位精准、稳定性好、价格低廉的特点。

Description

一种用于定位移动设备的定位系统
技术领域
本发明涉及一种定位系统，具体涉及一种用于定位移动设备的定位系统。
背景技术
近年来随着科学技术的发展和社会的进步，大量智能化的设备出现在我们的生活中，涉及各行各业。如物流行业的智能仓储系统、智能家居系统和智能自助借还书系统等。这些系统中，有一个关键的技术是导轨上运动的移动设备如何准确判断到达指定的目标位置，是衡量的一个智能系统的重要标准。然而目前有关移动设备的定位技术，大多采用的是运动轨迹计算或条形码扫描等方法。这些现有的定位技术存在价格高、定位的精度、稳定性和可靠性较差的缺点。
同时，用于抓取、放置物品的机械手或机械臂一般是安装在移动设备上，机械手或机械臂在抓取、放置物品时也需要进行位置定位，以实现智能化操作的目的。而目前有关机械手机械臂的定位方法多是通过传感器等技术来实现，系统的设置复杂，定位的精度有所欠缺。
目前，尚未有一种既可以对导轨上的移动设备进行定位的同时，也能准确对机械手或机械臂的抓取、放置物品进行定位的装置或系统。
发明内容
针对上述的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于轨道移动设备的摄像头定位系统，它在对导轨上运动的移动设备进行定位的同时，也能准确对机械手或机械臂的抓取、放置物品进行定位，具有定位精准、稳定性好、价格低廉的特点。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于定位移动设备的定位系统，包括固定物架和一个能相对固定物架进行运动的移动设备，所述固定物架上设有多排用于放置物品的横板，还包括
标识区域，所述标识区域包括多个标识条，一个标识条与一排横板相对应，用于标记固定物架上的不同位置；
摄像头装置，所述摄像头装置安装于移动设备上、且所述标识区域在摄像头装置的采集拍摄区域内，用于采集标识条上的图像信息和视频信息；
控制装置，所述控制装置的输入端与摄像头装置连接、其输出端与移动设备上的驱动电机连接，用于将摄像头装置采集到的图像信息和视频信息进行处理后与目标位置信号对比从而形成控制信号，所述移动设备上的驱动电机接收所述控制信号、对移动设备的位置进行定位；
输入模块，所述输入模块与控制装置连接，用于输入目标位置信号。
上述方案中，所述移动设备的底部设有供移动设备滑行的运动导轨。
上述方案中，所述标识条均由黑条和白条连续交替排列而成，且每一条标识条上的黑条和/或白条的宽度不同、长度相同。
上述方案中，所述摄像头装置包括摄像头和与摄像头相连接的图像传感器，所述摄像头用于拍摄标识区域的视频信息。
上述方案中，所述控制装置包括处理器、用于供电的电源模块和连接在处理器的输入端上的视频同步分离模块、图像处理模块，所述处理器的输出端与移动设备的驱动电机连接。
上述方案中，所述输入模块具体可以为图形扫描仪和键盘。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过摄像头装置对标识区域进行拍摄采集，获得视频信息和图像信息，然后通过图像处理模块和视频同步分离模块处理后传给处理器实现计数定位功能，即对摄像头拍摄到的黑、白条信息进行计数，当计数目标数达到了输入的设定值时就到达了目标的位置，从而实现对移动设备的精确定位；根据黑、白条的计数可确定了待抓取或放置物品在固定物架上所在的列的位置，同时根据每一排标识条的黑白条宽度不同来确定其在固定物架上所在的行的位置，处理器将待抓取或放置物品在固定物架上的位置信息发送给机械手或机械臂，实现对机械手或机械臂的定位功能。具有定位精度高、稳定性好，系统响应实现快，价格低廉的优点。
附图说明
图1为本用于定位移动设备的定位系统的使用结构示意图。
图2为所述标识条的结构示意图。
图3为所述控制装置的组成原理框图。
图中标号为：1、运动导轨；2、移动设备；3、摄像头装置；4、标识条；4-1、黑条；4-2、白条；5、固定物架。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“底”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的解释说明。
如图1所示，一种用于定位移动设备的定位系统，包括固定物架5和一个能相对固定物架5进行运动的移动设备2，所述移动设备2的底部设有供移动设备2滑行的运动导轨1。所述固定物架5上设有多排用于放置物品的横板，所述横板横向依次排列在固定物架5上，还包括
标识区域，所述标识区域包括多个标识条4，一个标识条4对应安装于一排横板的侧部表面，用于标记固定物架5上的不同位置。如图2所示，每一标识条4均由黑条4-1和白条4-2连续交替排列而成，且每一个标识条4上的黑条4-1和/或白条4-2的宽度不同、长度相同。这样的设置使得，在整体上一个标识条4对应代表固定物架5上该行的位置，而单独就一个标识条4而言，对标识条4上的黑条4-1和/或白条4-2的个数进行计数，则计数到的相应点可表示为固定物架5上的列位置。
摄像头装置3，所述摄像头装置3安装于移动设备2上、且所述标识区域在摄像头装置2的采集拍摄区域内，用于采集标识条4上的图像信息和视频信息。所述摄像头装置3包括摄像头和与摄像头相连接的图像传感器，所述摄像头用于拍摄标识区域的视频及图像信息。
控制装置，所述控制装置的输入端与摄像头装置3连接、其输出端与移动设备2上的驱动电机连接，用于将摄像头装置3采集到的图像信息和视频信息进行处理后与目标位置信号对比从而形成控制信号，所述移动设备2上的驱动电机接收所述控制信号、对移动设备2的位置进行定位。如图3所示，本实施例中，所述控制装置包括处理器、用于供电的电源模块和连接在处理器的输入端上的视频同步分离模块、图像处理模块，所述处理器的输出端与移动设备2的驱动电机连接。视频同步分离模块具体为LM1881芯片，用于对黑白全电视信号进行视频同步分离。图像处理模块用于将图像信息转为电压信号。
输入模块，所述输入模块与控制装置连接，用于输入目标位置信号。所述输入模块为图形扫描仪和键盘。
本发明工作时：
1)首先，通过输入模块录入移动设备2要到达的目标位置，即所在标识条4上的黑条4-1和/或白条4-2的宽度、形状特征，可通过图形扫描仪输入；还要输入到达位置时，对应该标识条4上的黑条4-1和/或白条4-2累计的总数，可通过键盘输入；
2)开启驱动电机，移动设备2沿着运动导轨1运动，并带着摄像头装置3一起运动，与此同时，摄像头拍摄标识条4上的黑条4-1和/或白条4-2信息，当扫描到与步骤1)中录入的黑条4-1和/或和白条4-2的宽度一致的标识条4时，处理器控制摄像头装置3锁定该标识条4，并开启计数功能，即通过图像传感器将该标识条4的图像的灰度转换成与灰度一一对应的电压值，然后将此电压值通过视频信号输出，该电压信号的高低起伏反应了该图像的灰度变化；然后通过视频同步分离模块对标识条上的黑白全电视信号进行视频同步分离，即图像传感器将拍摄到的模拟图像信号经过图像处理模块和视频同步分离模块转化成数字信号，这样处理器对黑或/白条进行计数，当到达目标位置时，处理器向移动设备上的驱动电机发出停止的控制信号，则驱动电机关闭，移动设备2停在设定的目标位置上；
3)当移动设备2被定位的同时，目标位置也被确定，即所在的行和列的位置被确定，通过操控安装在移动设备2上的机械手或机械臂，即可实现对置于固定物架5上的横板的物品进行抓取或者是将物品准确地放置在该位置的横板上。
本定位系统既可以对运动导轨1上的移动设备2进行定位，同时还可以在移动设备2被定位的同时，对安装在移动设备2上的机械手或机械臂进行准确定位。因此，本用于定位移动设备的定位系统可应用于智能快递系统的快递自取、智能自助借还书系统等方面。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于定位移动设备的定位系统，包括固定物架(5)和一个能相对固定物架(5)进行运动的移动设备(2)，所述固定物架(5)上设有多排用于放置物品的横板，其特征在于：还包括
标识区域，所述标识区域包括多个标识条(4)，一个标识条(4)与一排横板相对应，用于标记固定物架(5)上的不同位置；
摄像头装置(3)，所述摄像头装置(3)安装于移动设备(2)上、且所述标识区域在摄像头装置(3)的采集拍摄区域内，用于采集标识条(4)上的图像信息和视频信息；
控制装置，所述控制装置的输入端与摄像头装置(3)连接、其输出端与移动设备(2)上的驱动电机连接，用于将摄像头装置(3)采集到的图像信息和视频信息进行处理后与目标位置信号对比从而形成控制信号，所述移动设备(2)上的驱动电机接收所述控制信号、对移动设备(2)的位置进行定位；
输入模块，所述输入模块与控制装置连接，用于输入目标位置信号。
2.如权利要求1所述的用于定位移动设备的定位系统，其特征在于：所述移动设备(2)的底部设有供移动设备(2)滑行的运动导轨(1)。
3.如权利要求1或2所述的用于定位移动设备的定位系统，其特征在于：所述标识条(4)均由黑条(4-1)和白条(4-2)连续交替排列而成，且每一个标识条(4)上的黑条(4-1)和/或白条(4-2)的宽度不同、长度相同。
4.如权利要求3所述的用于定位移动设备的定位系统，其特征在于：所述摄像头装置(3)包括摄像头和与摄像头相连接的图像传感器，所述摄像头用于拍摄标识区域的视频信息。
5.如权利要求4所述的用于定位移动设备的定位系统，其特征在于：所述控制装置包括处理器、用于供电的电源模块和连接在处理器的输入端上的视频同步分离模块、图像处理模块，所述处理器的输出端与移动设备(2)上的驱动电机连接。
6.如权利要求1所述的用于定位移动设备的定位系统，其特征在于：所述输入模块为图形扫描仪和键盘。
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