激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，它包括導(dǎo)航避障控制器，它還包括單片機(jī)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口，所述單片機(jī)的測(cè)距數(shù)據(jù)輸入端連接激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口，單片機(jī)的編碼器反饋數(shù)據(jù)輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口，單片機(jī)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)輸出端連接導(dǎo)航避障控制器的信號(hào)輸入端。本實(shí)用新型專利技術(shù)采用價(jià)格相對(duì)低廉的單片機(jī)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口作為激光導(dǎo)航系統(tǒng)的核心控制單元，有效實(shí)現(xiàn)激光導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度控制，降低激光導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)成本，便于激光導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)及推廣使用。

Laser navigation control system

The utility model relates to a laser navigation control system, which includes navigation and obstacle avoidance controller, it also includes single chip, laser rangefinder data communication interface and a gear type magnetic spindle encoder feedback data communication interface, data input to the MCU ranging terminal is connected to the data communication interface of laser rangefinder, single-chip encoder feedback data input connection gear spindle type magnetic encoder feedback data communication interface, navigation data output end of the singlechip is connected with a signal input end of the navigation and obstacle avoidance controller. The utility model adopts the relatively low price of SCM, laser rangefinder data communication interface and a gear type magnetic spindle encoder feedback data communication interface as the core control unit of the laser navigation system, realize the high precision control of the laser navigation system, laser navigation system reduce the development cost, development and promotion for laser navigation system.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及激光導(dǎo)航
，具體涉及一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
激光導(dǎo)航在現(xiàn)代制造業(yè)尤其是智能物流搬運(yùn)機(jī)器人AGV(AutomatedGuidedVehicle)中正在被廣泛應(yīng)用，激光掃描測(cè)距技術(shù)的引入提高了AGV系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性，給重組生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和布局帶來(lái)便利，成為目前國(guó)內(nèi)外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進(jìn)導(dǎo)航定位及避障方式。控制系統(tǒng)作為激光導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行者，其性能的優(yōu)劣將直接影響導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，采用精確、高效的控制系統(tǒng)對(duì)激光導(dǎo)航系統(tǒng)以及AGV整體性能的提高起到至關(guān)重要的作用。目前采用的高性能DSP(digitalsignalprocessing，數(shù)字信號(hào)處理)控制系統(tǒng)也有其自身的缺點(diǎn)，它的價(jià)格相對(duì)高昂，研發(fā)的技術(shù)難度大，阻擋了激光導(dǎo)航的技術(shù)進(jìn)步以及普及使用。因此選用一種價(jià)格低廉同時(shí)又能滿足激光導(dǎo)航需求的控制系統(tǒng)成為現(xiàn)今激光導(dǎo)航的一個(gè)研究目標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)及方法具有體積小、控制精度高、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于結(jié)構(gòu)緊湊的激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，為激光導(dǎo)航系統(tǒng)控制器的開發(fā)提供一種新的思路。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)公開的一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，它包括導(dǎo)航避障控制器，其特征在于：它還包括單片機(jī)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口，所述單片機(jī)的測(cè)距數(shù)據(jù)輸入端連接激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口，單片機(jī)的編碼器反饋數(shù)據(jù)輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口，單片機(jī)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)輸出端連接導(dǎo)航避障控制器的信號(hào)輸入端。所述導(dǎo)航避障控制器的導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息輸出端用于連接激光導(dǎo)航載體的航路徑規(guī)劃信息輸入端。激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)還包括顯示器，所述單片機(jī)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示信號(hào)輸出端連接顯示器的顯示信號(hào)輸入端。所述導(dǎo)航避障控制器的導(dǎo)航路徑規(guī)劃顯示信息輸出端連接顯示器的顯示信號(hào)輸入端。本技術(shù)采用價(jià)格相對(duì)低廉的單片機(jī)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口作為激光導(dǎo)航系統(tǒng)的核心控制單元，有效實(shí)現(xiàn)激光導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度控制，降低激光導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)成本，便于激光導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)及推廣使用。附圖說(shuō)明圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1—激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口、2—齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口、3—單片機(jī)、4—顯示器、5—導(dǎo)航避障控制器。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：本技術(shù)的激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，如圖1所示，它包括導(dǎo)航避障控制器5、單片機(jī)3(型號(hào)為MSP430F5438)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2，所述單片機(jī)3的測(cè)距數(shù)據(jù)輸入端連接激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1，單片機(jī)3的編碼器反饋數(shù)據(jù)輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2，單片機(jī)3的導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)輸出端連接導(dǎo)航避障控制器5的信號(hào)輸入端。上述激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1為8位數(shù)據(jù)位的高速RS232通信串口，可以滿足高達(dá)256K的波特率。在激光導(dǎo)航工作時(shí)，使用高反射率光學(xué)平面反射鏡將激光光路折射90°，再通過(guò)電機(jī)控制帶動(dòng)反射鏡旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光路360°掃射，保證測(cè)距模塊相對(duì)靜止，提高測(cè)量穩(wěn)定性。使用IGS齒輪式磁性主軸編碼器，安裝在反射鏡旋轉(zhuǎn)部件上，直接反饋反射鏡旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)位置。單片機(jī)3通過(guò)齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2讀取IGS齒輪式磁性主軸編碼器的信號(hào)，確定激光導(dǎo)航的距離數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的角度信息，將每個(gè)測(cè)距數(shù)據(jù)的角度信息和距離信息一一對(duì)應(yīng)。上述技術(shù)方案中，導(dǎo)航避障控制器5的導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息輸出端用于連接激光導(dǎo)航載體的航路徑規(guī)劃信息輸入端。上述導(dǎo)航避障控制器5為常規(guī)采購(gòu)設(shè)備，它使用單片機(jī)MSP430F5438芯片作為運(yùn)算芯片，使用測(cè)距數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，基于內(nèi)置函數(shù)模塊，配合常規(guī)的導(dǎo)航避障算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，辨別障礙物信息，導(dǎo)航避障控制器5采用RS485通道作為導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息輸出通道，將導(dǎo)航規(guī)劃信息傳遞給激光導(dǎo)航載體，規(guī)劃激光導(dǎo)航載體的導(dǎo)航路徑。上述技術(shù)方案中，它還包括顯示器4，所述單片機(jī)3的導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示信號(hào)輸出端連接顯示器4的顯示信號(hào)輸入端。顯示器4由4塊8*8點(diǎn)陣LG7088BH組成，由四片移位寄存器74HC595控制，組成一塊16*16的點(diǎn)陣顯示矩陣。上述技術(shù)方案中，所述導(dǎo)航避障控制器5的導(dǎo)航路徑規(guī)劃顯示信息輸出端連接顯示器4的顯示信號(hào)輸入端。顯示器4用于顯示導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)和導(dǎo)航路徑規(guī)劃圖。上述技術(shù)方案中，單片機(jī)3通過(guò)激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1采集激光測(cè)距儀得到的障礙物距離數(shù)據(jù)。單片機(jī)3通過(guò)齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2采集齒輪式磁性主軸編碼器的反饋信號(hào)從而獲取障礙物的角度數(shù)據(jù)。單片機(jī)3用于利用障礙物的距離數(shù)據(jù)和障礙物的角度數(shù)據(jù)，通過(guò)常規(guī)的導(dǎo)航定位slam算法得到導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)；導(dǎo)航避障控制器5依據(jù)由單片機(jī)3處獲取的導(dǎo)航數(shù)據(jù)執(zhí)行常規(guī)的導(dǎo)航避障算法，得到導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息，通過(guò)導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息修正激光導(dǎo)航載體的行駛路徑，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航避障功能。本技術(shù)工作時(shí)，單片機(jī)3通過(guò)激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1采集激光測(cè)距儀得到的障礙物距離數(shù)據(jù)。單片機(jī)3通過(guò)齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2讀取IGS齒輪式磁性主軸編碼器的信號(hào)，確定激光導(dǎo)航的距離數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的角度信息，將每個(gè)測(cè)距數(shù)據(jù)的角度信息和距離信息一一對(duì)應(yīng)。單片機(jī)3根據(jù)障礙物距離數(shù)據(jù)和障礙物角度數(shù)據(jù)通過(guò)常規(guī)的導(dǎo)航定位slam算法得到導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)；導(dǎo)航避障控制器5依據(jù)由單片機(jī)3處獲取的導(dǎo)航數(shù)據(jù)執(zhí)行常規(guī)的導(dǎo)航避障算法，得到導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息，通過(guò)導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息修正激光導(dǎo)航載體的行駛路徑，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航避障功能。顯示器4將導(dǎo)航數(shù)據(jù)和導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息進(jìn)行顯示。本說(shuō)明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，它包括導(dǎo)航避障控制器(5)，其特征在于：它還包括單片機(jī)(3)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口(1)和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口(2)，所述單片機(jī)(3)的測(cè)距數(shù)據(jù)輸入端連接激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口(1)，單片機(jī)(3)的編碼器反饋數(shù)據(jù)輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口(2)，單片機(jī)(3)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)輸出端連接導(dǎo)航避障控制器(5)的信號(hào)輸入端。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，它包括導(dǎo)航避障控制器(5)，其特征在于：它還包括單片機(jī)(3)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口(1)和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口(2)，所述單片機(jī)(3)的測(cè)距數(shù)據(jù)輸入端連接激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口(1)，單片機(jī)(3)的編碼器反饋數(shù)據(jù)輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口(2)，單片機(jī)(3)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)輸出端連接導(dǎo)航避障控制器(5)的信號(hào)輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，其特征在于：所述導(dǎo)航避障控制器(5)的導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息輸出端用于連接激光導(dǎo)航載體的航路徑規(guī)劃信息輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周輝，胡亮，謝希，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北三江航天紅林探控有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：湖北;42