CN109596120A - 一种组合定位导航传感器系统 - Google Patents
一种组合定位导航传感器系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109596120A CN109596120A CN201811588844.7A CN201811588844A CN109596120A CN 109596120 A CN109596120 A CN 109596120A CN 201811588844 A CN201811588844 A CN 201811588844A CN 109596120 A CN109596120 A CN 109596120A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- infrared
- dimensional code
- chip
- navigating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种组合定位导航传感器系统，包括红外传感器、二维码传感器、微处理器芯片，所述微处理器芯片的输入端口分别连接红外传感器、二维码传感器，所述微处理器接收外部切换信号用于根据切换信号切换红外传感器、二维码传感器其中之一工作采集定位信息。本发明的优点在于：采用双传感器组合的传感器系统，适应性更强，可以根据工业现场的实际需求布设对应标签范围，然后根据需求切换成不同的定位信息采集传感器来实现不同的定位导航传感器。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人定位导航领域，特别涉及一种组合定位导航传感器系统。
背景技术
移动机器人的定位导航分为服务机器人与工业机器人两个领域，其中服务机器人的定位导航的精度要求相对较低，发明专利CN201711495086.X公布了一种基于被动定位的导航传感器系统，该导航传感系统能够为服务机器人提供定位导航，但在精度要求特别高的工业应用领域尚存在不足，主要不足之处在于传感器在两个标签交界处的精度不够高且数据跳变严重；另外，红外传感器必须放在机器人顶部，在一些复杂的工业现场，红外标签的安装也不方便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组合定位导航的传感器系统，用于采用红外传感器、二维码传感器组合传感器系统的方式，可以适应不同的工作场景，在工业场景中根据定位精度等需求切换传感器类型，进而切换定位数据采集的方式来提高定位精度，提高定位传感器的普适性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种组合定位导航传感器系统，包括红外传感器、二维码传感器、微处理器芯片，所述微处理器芯片的输入端口分别连接红外传感器、二维码传感器，所述微处理器接收外部切换信号用于根据切换信号切换红外传感器、二维码传感器其中之一工作采集定位信息。
所述红外传感器包括红外摄像头、红外光源，其用于识别定位用的红外标签。
所述二维码传感器包括高速摄像头、白光光源，其用于识别定位用的二维码标签。
所述微处理器采用三星公司的exynos4412芯片，其片上资源包括SCI接口、USB口、SPI口，所述微处理器芯片的SCI口通过电平转换芯片转换成扩展成RS232电平，所述微处理器芯片通过RS232口接收用户设置数据及与用户端进行数据交互。
所述微处理器的SPI口通过扩展电路扩展成CAN口，USB口通过USB转网络芯片扩展成网口。
所述微处理器芯片控制切换红外传感器、二维码传感器其中之一工作，另一个传感器处于睡眠状态。
所述微处理器芯片设定红外传感器为著传感器工作、二维码传感器作为副传感器工作，并且由红外标签区域进入到二维码标签区域时切换相对应的传感器工作。
本发明的优点在于：采用双传感器组合的传感器系统，适应性更强，可以根据工业现场的实际需求布设对应标签范围，然后根据需求切换成不同的定位信息采集传感器来实现不同的定位导航传感器；由于传感器红外模块在标签辐射的边缘处定位精度为厘米级，能够满足工业移动机器人一般条件下的运动精度，传感器二维码模块的定位精度在2mm以内，能够满足工业机器人在高精度应用场合如叉车插取货物领域的应用，方便开发应用者根据需求设置切换不同的传感器进行不同的场景需求；提供多种通讯方式，方便用户的选择及接入。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明双传感器组合的传感器系统结构原理图；
图2为本发明双传感器组合的示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1、2所示，一种组合定位导航传感器系统，包括红外传感器、二维码传感器、微处理器芯片，微处理器芯片的端口分别连接红外传感器、二维码传感器，微处理器接收外部切换信号用于根据切换信号切换红外传感器、二维码传感器其中之一工作采集定位信息。采用双传感器来进行导航数据采集及定位导航，可以提高适应性，根据不同的定位精度的要求来切换不同的工作模式，在使用这种传感器系统时，可以在工业现场铺设两种标签信息，一种是红外标签另外一种就是二维码标签，二维码标签设置在地面上，然后在二维码区域与红外标签区域交界处进行切换传感器类型，这样可以使得在精度要求不高的地方进行红外传感器进行导航定位，当在定位精度要求高的地方采用二维码传感器进行定位导航。
其中红外传感器包括红外摄像头、红外光源，其用于识别定位用的红外标签。二维码传感器包括高速摄像头、白光光源，其用于识别定位用的二维码标签。
其中微处理器采用三星公司的exynos4412芯片，其片上资源包括SCI接口、USB口、SPI口，微处理器芯片的SCI口通过电平转换芯片扩展成RS232口，微处理器芯片通过RS232口接收用户设置数据及与用户端进行数据交互。微处理器的SPI口通过扩展电路扩展成CAN口，USB口通过UBS转网络芯片扩展成网口。
微处理器芯片控制切换红外传感器、二维码传感器其中之一工作，另一个传感器处于睡眠状态。
微处理器芯片设定红外传感器为主传感器工作、二维码传感器作为副传感器工作，并且由红外标签区域进入到二维码标签区域时切换相对应的传感器工作。此切换的方式可以采用外部上位机的控制信号人为切换也可以是根据在红外标签和二维码标签区域的交界处自动切换，当到岛交界处时，红外标签就没有了，此时检测不到红外标签信号微处理器控制切换到二维码传感器进行采集二维码信息进行定位导航。
本技术方案采用红外顶标加二维码组合定位导航传感器包含两个图像采集单元，分别是常规摄像头模块及红外摄像头模块、一个处理器芯片、网口、can口、以及232通信接口；处理器芯片采用三星公司的exynos 4412处理器，使用其片上资源包括SCI接口、扩展CAN口以及扩展网口、USB口；
二维码传感器常规摄像头模块主要包括120f/s高速摄像头以及白光光源，主要负责二维码的数据采集与识别；红外摄像头模块主要包括红外摄像头及红外光源，主要负责红外标签的识别；传感器两个图像采集模块不同时工作，其中一个工作时，另一个模块必然处于睡眠状态，并且红外模块作为主传感器工作、二维码模块作为副传感器工作，主要区别是红外传感器在进入到事先规划好的领域时将切换导航方式，切换状态主要由事先规划的区域以及红外传感器的反馈决定；事先规划好两种传感器工作的区域并在各自区域布设对应的标签信息，当到达二维码区域时此时红外传感器反馈的信息是读不到红外标签此时切换二维码进行读取，然后继续进行。
传感器工作在工业现场，需要事先规划好作业精度要求高以及红外顶标不能读到的区域，并在此区域贴上二维码阵、机器人在精度要求不高的地方行走时利用红外传感器进行定位导航，在精度要求高的作业领域依靠二维码传感器进行定位导航；只需要在二维码、红外标签的交界处切换即可或者人为控制切换。
由于传感器自身特性，红外传感器的粗定位时位姿信号输出频率为10Hz，二维码精定位时位姿信号输出频率为40Hz；适应不同的定位精度的要求。
传感器系统由于微处理器采用三星exynos 4412芯片具有包含网口、CAN口、232口3种通讯方式，其中232口是复用口，包含设置功能；232口复用的设置功能包括传感器输出端口选择、传感器切换定位区域写入；传感器包含232通讯主要考虑该通讯简单，方便用户查看传感器性能；传感器包含网口及CAN口功能主要弥补232口端对端通讯的不足，提供多种通讯方式，方便用户选择及接入。
以上组合定位导航的传感器系统具有优点如下：
1、红外传感器与二维码传感器组合导航：既可以不需要在地面大规模铺设二维码，又可以实现特殊区域的精确定位，而且在复杂的工位，可以选择更合适的导航方式进行切换，保证机器人不会走丢；
2、红外传感器与二维码传感器实现主副传感器间的切换：实现双传感器工作且较原先单一的红外传感器降低了处理器的数据处理量，两个传感器切换工作也在一定程度上减少了传感器的功耗；
3、两个传感器采用同一个处理器进行数据采集，减少了两个传感器之间的通信环节，大大增加了传感器的效率，做到了位姿输出的无缝衔接。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种组合定位导航传感器系统，其特征在于：包括红外传感器、二维码传感器、微处理器芯片，所述微处理器芯片的输入端口分别连接红外传感器、二维码传感器，所述微处理器接收外部切换信号用于根据切换信号切换红外传感器、二维码传感器其中之一工作采集定位信息。
2.如权利要求1所述的一种组合定位导航传感器系统，其特征在于：所述红外传感器包括红外摄像头、红外光源，其用于识别定位用的红外标签。
3.如权利要求1所述的一种组合定位导航传感器系统，其特征在于：所述二维码传感器包括高速摄像头、白光光源，其用于识别定位用的二维码标签。
4.如权利要求1-3任一所述的一种组合定位导航传感器系统，其特征在于：所述微处理器采用三星公司的exynos4412芯片，其片上资源包括SCI接口、USB口、SPI口，所述微处理器芯片的SCI口通过电平转换芯片转换成232电平，所述微处理器芯片通过RS232口接收用户设置数据及与用户端进行数据交互。
5.如权利要求4所述的一种4所述的一种组合定位导航传感器系统，其特征在于：所述微处理器的SPI口通过扩展电路扩展成CAN口，USB口通过USB转网络芯片扩展成网口。
6.如权利要求1-5任一所述的一种组合定位导航传感器系统，其特征在于：所述微处理器芯片控制切换红外传感器、二维码传感器其中之一工作，另一个传感器处于睡眠状态。
7.如权利要求6所述的一种组合定位导航传感器系统，其特征在于：所述微处理器芯片设定红外传感器为主传感器工作、二维码传感器作为副传感器工作，并且由红外标签区域进入到二维码标签区域时切换相对应的传感器工作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811588844.7A CN109596120A (zh) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 一种组合定位导航传感器系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811588844.7A CN109596120A (zh) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 一种组合定位导航传感器系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109596120A true CN109596120A (zh) | 2019-04-09 |
Family
ID=65963313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811588844.7A Pending CN109596120A (zh) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 一种组合定位导航传感器系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109596120A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111949027A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-17 | 珠海一维弦机器人有限公司 | 自适应的机器人导航方法和装置 |
| CN112987729A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-18 | 灵动科技（北京）有限公司 | 用于控制自主移动机器人的方法和装置 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102419178A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-04-18 | 中国科学院自动化研究所 | 基于红外路标的移动机器人定位系统和方法 |
| CN102565757A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-11 | 昆山塔米机器人有限公司 | 自主移动设备精确定位导航系统 |
| CN105700522A (zh) * | 2014-11-11 | 2016-06-22 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种机器人充电方法及其充电系统 |
| CN105737820A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-07-06 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种室内机器人定位导航方法 |
| CN105929820A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-07 | 天津市道本致远科技有限公司 | 一种智能机器人定位方法 |
| CN106020201A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-12 | 广东奥讯智能设备技术有限公司 | 移动机器人3d导航定位系统及导航定位方法 |
| CN106092090A (zh) * | 2016-08-06 | 2016-11-09 | 中科院合肥技术创新工程院 | 一种用于室内移动机器人定位的红外路标及其使用方法 |
| US20160363451A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-12-15 | Huazhong University Of Science And Technology | Multi-sensor merging based super-close distance autonomous navigation apparatus and method |
| CN106323294A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-01-11 | 新疆大学 | 变电站巡检机器人定位方法及定位装置 |
| CN107144852A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-08 | 深圳普智联科机器人技术有限公司 | 面向agv的全局分层定位系统和方法 |
| CN108180912A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-19 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 基于混合导航带的移动机器人定位系统及方法 |
| CN108240812A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-07-03 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种基于被动定位的导航传感器系统 |
| CN108742339A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 轻客小觅智能科技（北京）有限公司 | 一种机器人及精准定位方法 |
-
2018
- 2018-12-25 CN CN201811588844.7A patent/CN109596120A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102419178A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-04-18 | 中国科学院自动化研究所 | 基于红外路标的移动机器人定位系统和方法 |
| CN102565757A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-11 | 昆山塔米机器人有限公司 | 自主移动设备精确定位导航系统 |
| CN105700522A (zh) * | 2014-11-11 | 2016-06-22 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种机器人充电方法及其充电系统 |
| US20160363451A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-12-15 | Huazhong University Of Science And Technology | Multi-sensor merging based super-close distance autonomous navigation apparatus and method |
| CN105737820A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-07-06 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种室内机器人定位导航方法 |
| CN105929820A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-07 | 天津市道本致远科技有限公司 | 一种智能机器人定位方法 |
| CN106020201A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-12 | 广东奥讯智能设备技术有限公司 | 移动机器人3d导航定位系统及导航定位方法 |
| CN106092090A (zh) * | 2016-08-06 | 2016-11-09 | 中科院合肥技术创新工程院 | 一种用于室内移动机器人定位的红外路标及其使用方法 |
| CN106323294A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-01-11 | 新疆大学 | 变电站巡检机器人定位方法及定位装置 |
| CN107144852A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-08 | 深圳普智联科机器人技术有限公司 | 面向agv的全局分层定位系统和方法 |
| CN108180912A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-19 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 基于混合导航带的移动机器人定位系统及方法 |
| CN108240812A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-07-03 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种基于被动定位的导航传感器系统 |
| CN108742339A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 轻客小觅智能科技（北京）有限公司 | 一种机器人及精准定位方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111949027A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-17 | 珠海一维弦机器人有限公司 | 自适应的机器人导航方法和装置 |
| CN112987729A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-18 | 灵动科技（北京）有限公司 | 用于控制自主移动机器人的方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103659817B (zh) | 一种机器人救援系统及实现该救援系统的方法 | |
| CN105472566A (zh) | 室内定位系统及方法 | |
| CN204142259U (zh) | 一种图书馆室内导航装置 | |
| CN109596120A (zh) | 一种组合定位导航传感器系统 | |
| CN106355647A (zh) | 增强现实系统和方法 | |
| CN203945816U (zh) | 便携式手持打印扫描刷 | |
| CN103327450B (zh) | 基于移动通信网络的集中计算gps接收机及其定位方法 | |
| CN208224794U (zh) | 一种机器人终端装置 | |
| CN206209407U (zh) | 一种室内机器人导航定位系统 | |
| CN107244150B (zh) | 一种可自动循迹的智能打印机器人 | |
| CN203038111U (zh) | 一种基于rfid的室内机器人定位与导航系统 | |
| CN109671135A (zh) | 地图绘制方法、自驱动设备及存储介质 | |
| CN203738800U (zh) | 一种机器人救援系统 | |
| CN107180592A (zh) | 一种基于二维码的楼宇标识牌系统 | |
| CN107036602B (zh) | 基于环境信息码的混合无人机室内自主导航系统与方法 | |
| CN106599945B (zh) | 一种移动机器人现场地图智能采集器 | |
| CN207731277U (zh) | 基于rfid技术的位置识别系统 | |
| CN207241188U (zh) | 一种可自动循迹的智能打印机器人 | |
| CN106873590B (zh) | 一种运送机器人定位与任务管理方法及装置 | |
| CN202995030U (zh) | 一种室内人员定位装置 | |
| CN205210953U (zh) | 基于pn512实现移动支付和位置定位的电子导游系统 | |
| CN110068329A (zh) | 一种室内无线导航方向生成方法 | |
| CN109581396A (zh) | 一种基于激光反光板的激光雷达定位导航系统 | |
| CN205179372U (zh) | 近距离无线通信定位与跟踪装置 | |
| US11995865B2 (en) | Article position estimation system and article position estimation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190409 |