CN110471031A - 一种基于反光板的激光位置定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光定位技术领域，具体涉及一种基于反光板的激光位置定位方法及系统，系统包括载体、设置于所述载体上的激光定位装置、至少三个与所述激光定位装置适配且物理位置固定的激光定位反光板，所述激光定位装置包括激光扫描器和与所述激光扫描器连接的激光处理器，所述方法为：获取激光定位反光板的数量，以及每个所述激光定位反光板的坐标值，根据每个所述激光定位反光板的坐标值计算各个所述激光定位反光板之间的距离值；接着控制所述激光扫描器旋转扫描，获取激光扫描器到各个所述激光定位反光板的光路，获取各条所述光路的长度值；最后根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置，本发明能够自动定位位置信息。

Description

一种基于反光板的激光位置定位方法及系统

技术领域

本发明涉及激光定位技术领域，具体涉及一种基于反光板的激光位置定位方法及系统。

背景技术

激光扫描器中包含有可以旋转的发射装置，发射装置每旋转一定的角度后发出激光光束，发射出的激光光束遇到物体后会反射回来，该反射回来的光线通过光学接收系统来进行接收，从而可以测量出激光扫描器到物体的距离。

基于激光扫描器的定位是工业AGV、智能机器人等领域的关键性技术，相比传统有轨导航方式，基于激光扫描器的测距技术具有定位精度高、灵活方便等优点，适用于复杂、高动态的工业场景中。而如何有效利用激光扫描器的优良特性，能够自动定位当前位置信息，成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于反光板的激光位置定位方法及系统，能够自动定位当前位置信息。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，提供一种基于反光板的激光位置定位系统，包括载体、设置于所述载体上的激光定位装置、至少三个与所述激光定位装置适配且物理位置固定的激光定位反光板，所述激光定位装置包括激光扫描器和与所述激光扫描器连接的激光处理器，所述激光扫描器用于检测载体到各个激光定位反光板的距离，所述激光处理器用于定位所述载体的位置。

优选地，所述载体为AGV车体，所述激光定位装置设置于所述AGV车体的车顶。

另一方面，提供一种基于反光板的激光位置定位方法，应用于上述任一所述的基于反光板的激光位置定位系统，包括：

获取激光定位反光板的数量，以及每个所述激光定位反光板的坐标值，根据每个所述激光定位反光板的坐标值计算各个所述激光定位反光板之间的距离值；

控制所述激光扫描器旋转扫描，获取激光扫描器到各个所述激光定位反光板的光路，获取各条所述光路的长度值；

根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置。

优选地，所述激光定位反光板的数量为3个。

进一步，所述根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置，具体为：

将其中任意2个激光定位反光板的坐标分别记为第一坐标A(x1,y1)、第二坐标B(x2,y2)，将激光扫描器到2个所述激光定位反光板的光路的长度值分别标记为g1、g2，将AB的距离值记为d1；

通过以下公式计算AB边与Y轴正向的夹角：

通过以下公式计算∠GAB的角度大小θ1：

通过以下公式计算AG边与Y轴正向的夹角：

α_AG＝α_AB-θ1

通过以下公式计算所述激光扫描器的第一坐标G(x,y)：

x＝x1+g1·cosα_AG，y＝y1+g1·sinα_AG

将第一坐标G(x,y)作为所述激光扫描器的位置。

进一步，所述定位所述激光扫描器的位置之后，还包括，获取另一激光定位反光板的坐标，并生成修正坐标点，根据所述修正坐标点修正所述激光扫描器的位置，具体为：

将另一激光定位反光板的坐标记为第三坐标C(x3,y3)，将激光扫描器到所述另一激光定位反光板的光路的长度值记为g3，将AC的距离值记为d2；

通过以下公式计算AC边与Y轴正向的夹角：

通过以下公式计算∠GAC的角度大小θ2：

通过以下公式计算AG边与Y轴正向的夹角：

α′_AG＝α_AC-θ2

通过以下公式计算所述激光扫描器的第二坐标G′(x′,y′)：

x′＝x1+g1·cosα′_AG，y′＝y1+g1·sinα′_AG

计算所述第一坐标G(x,y)和第二坐标G′(x′,y′)的算术平均值，得到修正坐标点将所述修正坐标点替换所述第一坐标G(x,y)，以修正所述激光扫描器的位置。

本发明的有益效果是：本发明公开一种基于反光板的激光位置定位方法及系统，系统包括载体、设置于所述载体上的激光定位装置、至少三个与所述激光定位装置适配且物理位置固定的激光定位反光板，所述激光定位装置包括激光扫描器和与所述激光扫描器连接的激光处理器，首先获取激光定位反光板的数量，以及每个所述激光定位反光板的坐标值，根据每个所述激光定位反光板的坐标值计算各个所述激光定位反光板之间的距离值；接着控制所述激光扫描器旋转扫描，获取激光扫描器到各个所述激光定位反光板的光路，获取各条所述光路的长度值；最后根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置。本发明能够自动定位当前位置信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种基于反光板的激光位置定位系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一种基于反光板的激光位置定位方法的流程示意图；

图3是本发明实施例一种基于反光板的激光位置定位方法的模型示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1，图1为本公开实施例提供的一种基于反光板的激光位置定位系统，包括载体100、设置于所述载体100上的激光定位装置200、至少三个与所述激光定位装置200适配且物理位置固定的激光定位反光板300，所述激光定位装置200包括激光扫描器210和与所述激光扫描器210连接的激光处理器220，所述激光扫描器210用于检测载体100到各个激光定位反光板300的距离，所述激光处理器220用于定位所述载体100的位置。

在一个优选的实施例中，所述载体100为AGV车体，所述激光定位装置200设置于所述AGV车体的车顶。

参考图2、图3，本公开还提供一种基于反光板的激光位置定位方法，应用于上述任一所述的基于反光板的激光位置定位系统，包括以下步骤：

步骤S100、获取激光定位反光板的数量，以及每个所述激光定位反光板的坐标值，根据每个所述激光定位反光板的坐标值计算各个所述激光定位反光板之间的距离值；

步骤S200、控制所述激光扫描器旋转扫描，获取激光扫描器到各个所述激光定位反光板的光路，获取各条所述光路的长度值；

步骤S300、根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置。

本实施例首先获取激光定位反光板的数量，以及每个所述激光定位反光板的坐标值，根据每个所述激光定位反光板的坐标值计算各个所述激光定位反光板之间的距离值；接着控制所述激光扫描器旋转扫描，获取激光扫描器到各个所述激光定位反光板的光路，获取各条所述光路的长度值；最后根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置。本公开提供的实施例能够自动定位当前位置信息。

在一个优选的实施例中，所述激光定位反光板的数量为3个。

在一个优选的实施例中，所述步骤S300具体为：

建立直角坐标系，将其中任意2个激光定位反光板的坐标分别记为第一坐标A(x1,y1)、第二坐标B(x2,y2)，将激光扫描器到2个所述激光定位反光板的光路的长度值分别标记为g1、g2，将AB的距离值记为d1；

通过以下公式计算AB边与Y轴正向的夹角：

通过以下公式计算∠GAB的角度大小θ1：

通过以下公式计算AG边与Y轴正向的夹角：

α_AG＝α_AB-θ1

通过以下公式计算所述激光扫描器的第一坐标G(x,y)：

x＝x1+g1·cosα_AG，y＝y1+g1·sinα_AG

将第一坐标G(x,y)作为所述激光扫描器的位置。

本实施例只需2块激光定位反光板即可定位激光位置，大大提高了激光定位技术的适用性。然而，由于测量误差，使得本实施例提供的定位方法难以应用于一些高精度的工业定位场景。为了降低偶然误差、水平畸变及运动畸变，提高定位精度，满足高精度工业定位场景需求。

在一个优选的实施例中，所述步骤S300之后，还包括，获取另一激光定位反光板的坐标，并生成修正坐标点，根据所述修正坐标点修正所述激光扫描器的位置，具体为：

将另一激光定位反光板的坐标记为第三坐标C(x3,y3)，将激光扫描器到所述另一激光定位反光板的光路的长度值记为g3，将AC的距离值记为d2；

通过以下公式计算AC边与Y轴正向的夹角：

通过以下公式计算∠GAC的角度大小θ2：

通过以下公式计算AG边与Y轴正向的夹角：

α′_AG＝α_AC-θ2

通过以下公式计算所述激光扫描器的第二坐标G′(x′,y′)：

x′＝x1+g1·cosα′_AG，y′＝y1+g1·sinα′_AG

计算所述第一坐标G(x,y)和第二坐标G′(x′,y′)的算术平均值，得到修正坐标点将所述修正坐标点替换所述第一坐标G(x,y)，以修正所述激光扫描器的位置。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件的实现方式，以嵌入式软件加载到激光处理器中，从而自动定位当前位置信息。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来。

尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (6)

1.一种基于反光板的激光位置定位系统，其特征在于，包括载体、设置于所述载体上的激光定位装置、至少三个与所述激光定位装置适配且物理位置固定的激光定位反光板，所述激光定位装置包括激光扫描器和与所述激光扫描器连接的激光处理器，所述激光扫描器用于检测载体到各个激光定位反光板的距离，所述激光处理器用于定位所述载体的位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于反光板的激光位置定位系统，其特征在于，所述载体为AGV车体，所述激光定位装置设置于所述AGV车体的车顶。

3.一种基于反光板的激光位置定位方法，应用于如权利要求1或2任一所述的基于反光板的激光位置定位系统，其特征在于，包括：

获取激光定位反光板的数量，以及每个所述激光定位反光板的坐标值，根据每个所述激光定位反光板的坐标值计算各个所述激光定位反光板之间的距离值；

控制所述激光扫描器旋转扫描，获取激光扫描器到各个所述激光定位反光板的光路，获取各条所述光路的长度值；

根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置。

4.根据权利要求3所述的一种基于反光板的激光位置定位方法，其特征在于，所述激光定位反光板的数量为3个。

5.根据权利要求4所述的一种基于反光板的激光位置定位方法，其特征在于，所述根据所述坐标值、距离值、长度值定位所述激光扫描器的位置，具体为：

将其中任意2个激光定位反光板的坐标分别记为第一坐标A(x1,y1)、第二坐标B(x2,y2)，将激光扫描器到2个所述激光定位反光板的光路的长度值分别标记为g1、g2，将AB的距离值记为d1；

通过以下公式计算AB边与Y轴正向的夹角：

通过以下公式计算∠GAB的角度大小θ1：

通过以下公式计算AG边与Y轴正向的夹角：

α_AG＝α_AB-θ1

通过以下公式计算所述激光扫描器的第一坐标G(x,y)：

x＝x1+g1·cosα_AG，y＝y1+g1·sinα_AG

将第一坐标G(x,y)作为所述激光扫描器的位置。

6.根据权利要求5所述的一种基于反光板的激光位置定位方法，其特征在于，所述定位所述激光扫描器的位置之后，还包括，获取另一激光定位反光板的坐标，并生成修正坐标点，根据所述修正坐标点修正所述激光扫描器的位置，具体为：

将另一激光定位反光板的坐标记为第三坐标C(x3,y3)，将激光扫描器到所述另一激光定位反光板的光路的长度值记为g3，将AC的距离值记为d2；

通过以下公式计算AC边与Y轴正向的夹角：

通过以下公式计算∠GAC的角度大小θ2：

通过以下公式计算AG边与Y轴正向的夹角：

α′_AG＝α_AC-θ2

通过以下公式计算所述激光扫描器的第二坐标G′(x′,y′)：

x′＝x1+g1·cosα′_AG，y′＝y1+g1·sinα′_AG

计算所述第一坐标G(x,y)和第二坐标G′(x′,y′)的算术平均值，得到修正坐标点将所述修正坐标点替换所述第一坐标G(x,y)，以修正所述激光扫描器的位置。