CN210222568U - 一种智能运载小车重复定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能小车定位技术领域，特别涉及一种智能运载小车重复定位系统，包括运载小车和定位工位，运载小车包括小车车厢、移动轮和定位导航系统，小车车厢底部两侧对称安装有多个移动轮，每个移动轮均与一个驱动舵机的驱动端连接，驱动舵机安装在小车车厢内部，定位导航系统也安装在小车车厢内；定位导航系统包括二维码视觉传感器、激光位移传感器、光电传感器、蓄电池、控制器、NB‑IoT模块和电压转换电路，蓄电池与电压转换电路之间通过导线连接，控制器的信号输入端分别与二维码视觉传感器、激光位移传感器的信号输出端连接。本实用新型能够根据需求远程控制智能运载小车进行自动定位校准，保证其工作中运动的准确性。

Description

一种智能运载小车重复定位系统

技术领域

本实用新型涉及智能小车定位技术领域，特别涉及一种智能运载小车重复定位系统。

背景技术

随着科技的发展和技术的进步，越来越多的自动化设备被运用到人们的生产和生活中，智能运载小车就是其中的典型。二维码智能运载小车是一种集声光电与一体的轮式机器人，伴随着智能控制系统的发展，二维码智能运载小车被越来越多的领域所使用。二维码智能运载小车依靠非接触的二维码扫描传感器及控制系统，不需要人为干涉，可以自动按照规划路径行驶，能够有效的提高工作效率，独自完成物料的运输功能。

二维码智能运载小车中存储有二维码正对的地面的坐标信息，其通过自身的高分辨率长焦摄像头对二维码进行读取和识别，确定二维码智能运载小车的精确朝向，综合二维码编码的信息和其在图像中的位置信息，可以对二维码智能运载小车进行完整的定位。但是，由于二维码智能运载小车的运动重复误差的积累，在其多次运行后裔仍然需要通过人工的方式进行定位校准，确定其运行的精度。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种智能运载小车重复定位系统，能够在小车运行一端时间后，根据需求远程控制智能运载小车进行自动定位校准，保证其运动的准确性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现：一种智能运载小车重复定位系统，包括运载小车和定位工位，所述的运载小车包括小车车厢、移动轮和定位导航系统，所述的小车车厢底部两侧对称安装有多个移动轮，每个移动轮均与一个驱动舵机的驱动端连接，所述驱动舵机安装在小车车厢内部，所述的定位导航系统也安装在小车车厢内；定位导航系统包括二维码视觉传感器、激光位移传感器、光电传感器、蓄电池、控制器、NB-IoT模块和电压转换电路，所述蓄电池与电压转换电路之间通过导线连接，所述控制器的信号输入端分别与二维码视觉传感器、激光位移传感器、光电传感器的信号输出端连接，所述控制器与NB-IoT模块之间通过串口连接，所述电压转换电路的电压端分别与二维码视觉传感器、激光位移传感器、光电传感器、控制器、NB-IoT模块连接；所述定位工位包括等间距均匀设置的多个定位对板，每个定位对板均包括两个定位板，所述的定位板固定在墙面上，每个定位对板的中央位置均等间距设置有一排导航二维码。

进一步地，所述的小车车厢外沿设置有一圈车厢壁板，所述小车车厢为矩形，所述车厢壁板的四个端角处均通过旋转轴安装有导向轮，所述旋转轴竖直安装在车厢壁板的四个端角处，所述导向轮可旋转的水平安装在旋转轴中。

进一步地，所述定位工位还包括多块定位校准板，所述的定位校准板竖直安装在墙面前端，位于定位对板的正前方。

进一步地，所述二维码视觉传感器共有多个，对称设置在所述小车车厢的底部中央。

进一步地，所述激光位移传感器有两个，对称设置在车厢壁板的前后侧，激光位移传感器的前端位于车厢壁板内。

进一步地，所述光电传感器也有两个，对称设置在车厢壁板的前后侧，光电传感器的前端位于车厢壁板内，光电传感器位于激光位移传感器的正上方。

进一步地，所述定位板的内侧为弧形。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的智能运载小车重复定位系统，包括运载小车和定位工位，定位导航系统包括二维码视觉传感器、激光位移传感器、光电传感器、蓄电池、控制器、NB-IoT模块和电压转换电路，定位工位包括等间距均匀设置的多个定位对板，用户可通过终端发出车辆定位校准命令，也可通过PC机上的操作系统设置智能运载小车每工作一个固定的时间后进行一次定位校准，通过4G与NB-IoT模块进行通讯，传输控制命令到控制器，控制智能运载小车进行定位校准工作，使得用户能够根据需求远程控制智能运载小车进行自动定位校准，保证智能运载小车后续运动的准确性。

(2)设计的智能运载小车重复定位系统，在车厢壁板的四个端角处均通过旋转轴安装有导向轮，使得在定位时，智能运载小车利用一排导航二维码运行到定位对板间其端角处的导向轮能够与定位板的内侧弧形面接触，顺利的运行到定位对板间，提高对智能运载小车的重复定位校准精度，在墙面前端还竖直固定有定位校准板，通过在定位板上均匀涂有颜色层，使得激光位移传感器能够更好地识别到定位板，提高智能运载小车重复定位的准确度。

附图说明

图1是本实用新型的智能运载小车重复定位系统的结构示意图；

图2是本实用新型中运载小车的结构示意图；

图3是本实用新型进行重复定位使用时的结构示意图；

图4是本实用新型中定位导航系统的系统框图。

图中：1、小车车厢；2、移动轮；3、二维码视觉传感器；4、激光位移传感器；5、光电传感器；6、导向轮；7、车厢壁板；8、蓄电池；9、控制器；10、NB-IoT模块；11、墙面；12、定位校准板；13、定位板；14、导航二维码；15、电压转换电路。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

如图1至图4所示，一种智能运载小车重复定位系统，包括运载小车和定位工位，其中运载小车包括小车车厢1、移动轮2和定位导航系统，小车车厢1外沿设置有一圈车厢壁板7，小车车厢为矩形，小车车厢1使用现有的智能运载小车车厢，在其底部两侧对称安装有四个移动轮2，每个移动轮均与一个驱动舵机的驱动端连接，驱动舵机安装在小车车厢1内部，这些结构也是现有智能运载小车的基本结构，使用已经非常成熟，在此不作详述。本实用新型的定位导航系统也安装在小车车厢1内，其包括二维码视觉传感器3、激光位移传感器4、光电传感器5、蓄电池8、控制器9、NB-IoT模块10和电压转换电路15，蓄电池8与电压转换电路15之间通过导线连接，蓄电池8使用48V大容量可充电锂电池组，可直接为小车的驱动舵机提供电能，本设计中使用三洋电芯的13S17P型号的锂电池组，其电压为48V，电流可达150A，电池组的容量为59500mAH，专门用于AGV小车使用，其能量密度高，续航时间久，电池体积小，放大电流大，质量轻，当然也可使用其它型号的电池组。

其中，电压转换电路15使用现有的48V转5V电源转换器，单个端口的输出电流可达2A，电压转换电路15用于将车载48V电源转换为5V电源为二维码视觉传感器3、激光位移传感器4、光电传感器5、控制器9、NB-IoT模块10供电。控制器9的信号输入端分别与二维码视觉传感器3、激光位移传感器4、光电传感器5的信号输出端连接，用于采集各个传感器的信号并进行处理运算，控制器9优选STM32F103C8T6系统板，其内置核心是STM32F103C8单片机，工作频率可达72MHz，系统板上带有三个全双工通用串行收发接口，能够分别与激光位移传感器4、光电传感器5、NB-IoT模块10进行串口通信，使用方便，系统板上还带有2个12位模数转换器，数据采集功能强大。二维码视觉传感器3共有多个，对称设置在所述小车车厢1的底部中央，二维码视觉传感器3为现有二维码视觉导航型智能运载小车的基本配置，本设计中的二维码视觉传感器3使用现有智能运载小车使用的二维码视觉扫描传感器，即使用高分辨率长焦摄像头，用于对地面上分布的二维码进行读取和识别，同时通过二维码图像在摄像头坐标中的旋转情况与电子罗盘数据进行融合，并传输数据到控制器9，利用控制器9可以确定智能运载小车的精确朝向，综合二维码编码的信息和其在图像中的位置信息，对智能运载小车进行定位。光电传感器5也有两个，对称设置在车厢壁板7的前后侧，光电传感器5的前端位于车厢壁板7内，光电传感器5位于激光位移传感器4的正上方，光电传感器5优选E18-D80NK型号的光电传感器，其工作电压为3.3～5V，使用串口输出数据，集发射与接收于一体，感应距离可以调节，感应量程为0.01～5m，分辨力可达0.01m，受可见光的影响干扰小，用于感应测量间距并通过串口传输信号到控制器9，与其他智能运载小车保持间距。控制器9与NB-IoT模块之间通过串口进行连接，NB-IoT模块10使用有人牌的WH-NB73-BA型号的NB-IoT物联数据传输模块，其工作电压为3.8～5.5V，通过串口与控制器9进行通讯，将控制器9中的信号通过4G传输到云平台，并经过云平台处理后发送到APP中进行查看，实现用户通过终端APP对车辆进行实时定位的功能，并可对其进行定位校准。激光位移传感器4有两个，对称设置在车厢壁板7的前后侧，激光位移传感器4的前端位于车厢壁板7内，激光位移传感器4使用单点激光测距模块，其工作电压为5V，测量范围为0.05～50mm，分辨率为1mm，数据输出率为5～10Hz，通过串口输出数据到控制器9，用于智能运载小车的重复精确定位。

定位工位包括等间距均匀设置的多个定位对板，每个定位对板均包括两个定位板13，定位板13固定在墙面11上，定位板13的内侧为弧形，使得激光位移传感器4能够更好地进入到定位对板间进行定位，提高定位准确度，优选地，定位对板内侧间距比智能运载小车的宽度大1～2mm。每个定位对板的中央位置均等间距设置有一排导航二维码14，使得智能运载小车能够跟随导航二维码14进行定位。

本实用新型的智能运载小车根据需要用户通过终端APP发出车辆定位校准命令，用户也可通过PC机上的操作系统设置智能运载小车每工作一个固定的时间后进行一次定位校准，通过4G与NB-IoT模块进行通讯，NB-IoT模块传输控制命令到控制器9，控制智能运载小车进行定位校准工作。智能运载小车进行定位时，利用二维码视觉传感器3扫描定位对板中央位置设置的一排导航二维码14，运行到定位对板间，通过激光位移传感器4精确测量其距离墙面的位置，并停在墙面的前端，该处二维码上设置的位置坐标为智能运载小车此时的校准后坐标，使得用户能够根据需求远程控制智能运载小车进行自动定位校准，保证智能运载小车后续运动的准确性。

实施例2

如图1至图4所示，本实用新型的智能运载小车重复定位系统在实施例1中结构的基础上，在车厢壁板7的四个端角处均通过旋转轴安装有导向轮6，旋转轴竖直安装在车厢壁板7的四个端角处，导向轮6可旋转的水平安装在旋转轴中，使得在定位时，智能运载小车利用一排导航二维码14运行到定位对板间其端角处的导向轮6能够与定位板13的内侧弧形面接触，顺利的运行到定位对板间，提高对智能运载小车的重复定位校准精度。

实施例3

如图1至图4所示，本实用新型的智能运载小车重复定位系统在实施例2中结构的基础上，定位工位还包括多块定位校准板12，每块定位校准板12均竖直安装在墙面11前端，位于定位对板的正前方，在定位板13上均匀涂有红色或者黄色颜色层，使得激光位移传感器4能够更好地识别到定位板13，保证测量距离的准确性，提高智能运载小车重复定位的准确度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种智能运载小车重复定位系统，其特征在于：包括运载小车和定位工位，所述的运载小车包括小车车厢(1)、移动轮(2)和定位导航系统，所述的小车车厢(1)底部两侧对称安装有多个移动轮(2)，每个移动轮均与一个驱动舵机的驱动端连接，所述驱动舵机安装在小车车厢(1)内部，所述的定位导航系统也安装在小车车厢(1)内；定位导航系统包括二维码视觉传感器(3)、激光位移传感器(4)、光电传感器(5)、蓄电池(8)、控制器(9)、NB-IoT模块(10)和电压转换电路(15)，所述蓄电池(8)与电压转换电路(15)之间通过导线连接，所述控制器(9)的信号输入端分别与二维码视觉传感器(3)、激光位移传感器(4)、光电传感器(5)的信号输出端连接，所述控制器(9)与NB-IoT模块之间通过串口连接，所述电压转换电路(15)的电压端分别与二维码视觉传感器(3)、激光位移传感器(4)、光电传感器(5)、控制器(9)、NB-IoT模块(10)连接；所述定位工位包括等间距均匀设置的多个定位对板，每个定位对板均包括两个定位板(13)，所述的定位板(13)固定在墙面(11)上，每个定位对板的中央位置均等间距设置有一排导航二维码(14)。

2.根据权利要求1所述的智能运载小车重复定位系统，其特征在于：所述的小车车厢(1)外沿设置有一圈车厢壁板(7)，所述小车车厢为矩形，所述车厢壁板(7)的四个端角处均通过旋转轴安装有导向轮(6)，所述旋转轴竖直安装在车厢壁板(7)的四个端角处，所述导向轮(6)可旋转的水平安装在旋转轴中。

3.根据权利要求2所述的智能运载小车重复定位系统，其特征在于：所述定位工位还包括多块定位校准板(12)，所述的定位校准板(12)竖直安装在墙面(11)前端，位于定位对板的正前方。

4.根据权利要求3所述的智能运载小车重复定位系统，其特征在于：所述二维码视觉传感器(3)共有多个，对称设置在所述小车车厢(1)的底部中央。

5.根据权利要求4所述的智能运载小车重复定位系统，其特征在于：所述激光位移传感器(4)有两个，对称设置在车厢壁板(7)的前后侧，激光位移传感器(4)的前端位于车厢壁板(7)内。

6.根据权利要求5所述的智能运载小车重复定位系统，其特征在于：所述光电传感器(5)也有两个，对称设置在车厢壁板(7)的前后侧，光电传感器(5)的前端位于车厢壁板(7)内，光电传感器(5)位于激光位移传感器(4)的正上方。

7.根据权利要求5所述的智能运载小车重复定位系统，其特征在于：所述定位板(13)的内侧为弧形。

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