CN108415022A - 一种激光式反射板的坐标系标定方法及激光导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光式反射板的坐标系标定方法，步骤有：激光雷达传感器对反射板进行扫描，并依次扫描到三个不等距分布的反射点；若扫描到的三个不等距分布的反射点共线，则将间隔距离最大的两点所在直线作为直角坐标系的X轴，距离中间点最远的点作为原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向；若扫描到的三个不等距分布的反射点不共线，三个不等距分布的反射点构成一个非等腰三角形，则将非等腰三角形的最长边作为直角坐标系的X轴，最长边与另两边之间较长一边交点的顶点作为原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向。通过此方法能够标定唯一的直角坐标系，同时利用激光进行扫描，增加了定位的精度，减少机器人的导航误差。
Description
技术领域
本发明涉及机器人导航技术领域，特别涉及一种激光式反射板的坐标系标定方法及激光导航系统。
背景技术
随着工业技术的迅猛发展，机器人科技的不断推进，所以运动设备的应用也在不断的扩充。在大多数的运动设备运行过程中，导航作为自主行驶的核心技术，对运动设备的安全行驶，具有重要的意义。现有的机器人导航设备的坐标系标定一般采用机械约束点来实现。但是采用此种方法对坐标系标定精度不够高，容易使机器人在导航过程中发生偏离。
发明内容
本发明的目的在于解决现有导航技术在坐标系标定过程中精度不高的问题。
为此，本发明提供一种激光式反射板的坐标系标定方法及激光导航系统，可以适用于机器人激光自主导航中对直角坐标系标定，以提高坐标系的标定准确度和精度。
为了实现上述目的，本发明提供一种激光式反射板的坐标系标定方法，其特征在于，包含以下步骤：激光雷达传感器对反射板进行扫描，并依次扫描到三个不等距分布的反射点；若扫描到的三个不等距分布的反射点共线，则将间隔距离最大的两点所在直线作为直角坐标系的X轴，距离中间点最远的点作为直角坐标系原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向；或者，若扫描到的三个不等距分布的反射点不共线，三个不等距分布的反射点构成一个非等腰三角形，则将非等腰三角形的最长边作为直角坐标系的X轴，最长边与另两边之间较长一边交点的顶点作为直角坐标系原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向。
本发明还提供一种激光导航系统，其特征在于，包含：激光雷达传感器、激光发射装置、激光反射部件；所述激光雷达传感器和所述激光发射装置均设置在运动设备上；所述激光反射部件为激光反射板；所述激光反射板反射区域不等距地设置有三个反射点。
进一步地，本发明所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光发射装置为激光器。
进一步地，本发明所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述三个反射点共线设置。
进一步地，本发明所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述三个反射点不共线设置。
进一步地，本发明所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板为玻璃纤维制成。
进一步地，本发明所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板为长方形或正方形或圆形。
进一步地，本发明所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板背面设置有双面胶，所述激光反射板通过双面胶固定在预设的路线上。
进一步地，本发明所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板设置有螺钉孔，所述激光反射板通过所述螺钉孔固定在预设的路线上。
通过本发明所描述的一种激光式反射板的坐标系标定方法对机器人导航过程中对直角坐标系的标定，通过激光雷达传感器扫描进行定位能够提高定位精度，进一步地通过反射板反射区域上反射点位置个数和设置的不同，激光雷达传感器扫描到反射板后根据反射点的个数和位置能够确定唯一的坐标系，进而计算出激光雷达传感器在该坐标系的位置，提高了坐标系标定的准确度和精度，使机器人的导航精度提高。本发明还提供一种激光导航系统，通过设置激光雷达传感器和反射点的位置和反射板反射区域反射点个数的设置，确定了坐标系标定的唯一性，从而提高了机器人导航的准确度和精度。
附图说明
图1为本发明所述激光式反射板的坐标系标定方法的流程图；
图2为本发明所述激光导航系统的结构图；
图3为本发明所述三个反射点共线时直角坐标系标定示意图；
图4为本发明所述三个反射点不共线时直角坐标系标定示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普遍技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。
为了解决现有的坐标系标定准确度和精度不高的问题。本发明提供一种激光式反射板的坐标系标定方法，如图1所示流程图，其步骤包含：
S101：激光雷达传感器对反射板进行扫描，并依次扫描到三个不等距分布的反射点
具体地，激光雷达传感器通过扫描反射板反射区域的反射点，此处反射点置为三个。依次扫描到三个不等距的反射点，所述三个不等距反射点分为共线设置和不共线设置。
S102:若扫描到的三个不等距分布的反射点共线时，将间隔距离最大的两点所在直线作为直角坐标系的X轴，距离中间点最远的点作为直角坐标系原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向；
具体地，当激光雷达传感器扫描到三个不等距的反射点在一条直线上时，首先辨识间距最大的两点，并将间距最大的两点所在的直线作为直角坐标系的X轴，将距离中间点最远的点作为直角坐标系原点，然后根据右手定则确定Y轴坐标系，由此确定了当三个反射点在一条直线上时直角坐标系的标定方法。如图3所示：为激光雷达传感器扫描三个不等距的反射点共线时所标定的直角坐标系示意图。
S103：若扫描到的三个不等距分布的反射点不共线时，三个不等距分布的反射点构成一个非等腰三角形，非等腰三角形的最长边作为直角坐标系的X轴，最长边与另两边之间较长一边交点的顶点作为直角坐标系原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向，依此来标定了三个反射点不共线时的直角坐标系。
具体地，当激光雷达传感器扫描到三个不等距的反射点不在同一条直线上时，三个不等距分布的反射点就构成了一个非等腰三角形，激光雷达传感器首先辨识三点之间最远距离的两点，并将两点所在的直线作为X轴，将最长边与另两边之间较长一边交点的顶点作为直角坐标系的原点，根据右手法则来确定直角坐标系的Y轴方向，依此来标定了三个反射点不共线时的直角坐标系。如图4所示：为激光雷达传感器扫描三个不等距的反射点不共线时所标定的直角坐标系示意图。
如图2所示激光导航系统结构示意图200，包含：激光雷达传感器201、激光发射装置202、激光反射部件203.
激光雷达传感器201和激光发射装置202均设置在运动设备上。
激光发射装置202可以为激光器。
激光反射部件203为激光反射板，激光反射板由玻璃纤维材料制成，激光反射板的形状可以为长方形、正方形或圆形。更优地，激光反射板的背面设置有双面胶，激光反射板通过双面胶固定在预设路线上。更优地，激光反射板上设置有螺钉孔，激光反射板通过螺钉孔固定在预设路线上，增强了激光反射板固定的稳定性。
所述激光反射板反射区域不等距的设置有三个反射点。
激光反射板可以优选设置在运动载体行进路线中的各个工作点。
激光发射装置202用于发射激光，当激光照射到激光反射部件203上时，激光反射板会将激光反射给激光雷达传感器201，激光雷达传感器201会辨识出三个激光反射板反射区域的反射点，三个激光反射点的设置可以共线设置亦可以不共线。
当三个激光反射点为共线设置时，激光雷达传感器201会利用上述一种激光式反射板的坐标系标定方法进行标定。
当三个激光反射点为不共线设置时，激光雷达传感器201亦利用上述一种激光式反射板的坐标系标定方法进行标定。
运动设备可以是机器人，AGV小车，叉车等等具备运动功能的物品。
通过以上利用激光反射对直角坐标系进行标定，因所标定的直角坐标系唯一，且采用激光进行标定，因此增强了直角坐标系标定的精度，减少了机器人导航的误差。
显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种激光式反射板的坐标系标定方法，其特征在于，包含以下步骤：
激光雷达传感器对反射板进行扫描，并依次扫描到三个不等距分布的反射点；
若扫描到的三个不等距分布的反射点共线，则将间隔距离最大的两点所在直线作为直角坐标系的X轴，距离中间点最远的点作为直角坐标系原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向；
或者，若扫描到的三个不等距分布的反射点不共线，三个不等距分布的反射点构成一个非等腰三角形，则将非等腰三角形的最长边作为直角坐标系的X轴，最长边与另两边之间较长一边交点的顶点作为直角坐标系原点，根据右手法则确定直角坐标系的Y轴方向。
2.一种激光导航系统，其特征在于，包含：激光雷达传感器、激光发射装置、激光反射部件；
所述激光雷达传感器和所述激光发射装置均设置在运动设备上；
所述激光反射部件为激光反射板；
所述激光反射板反射区域不等距地设置有三个反射点。
3.根据权利要求2所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光发射装置为激光器。
4.根据权利要求2所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述三个反射点共线设置。
5.根据权利要求2所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述三个反射点不共线设置。
6.根据权利要求2所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板为玻璃纤维制成。
7.根据权利要求2所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板为长方形或正方形或圆形。
8.根据权利要求2所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板背面设置有双面胶，所述激光反射板通过双面胶固定在预设的路线上。
9.根据权利要求2所述的一种激光导航系统，其特征在于，所述激光反射板设置有螺钉孔，所述激光反射板通过所述螺钉孔固定在预设的路线上。
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