一种基于红外的机器人视觉导航系统技术方案

一种基于红外的机器人视觉导航系统属于机器人导航领域，尤其涉及一种基于红外的机器人视觉导航系统。本实用新型专利技术提供一种容易实施、精度高的基于红外的机器人视觉导航系统。本实用新型专利技术包括机器人、通讯部分、控制器、摄像头，摄像头设置在机器人工作区域中部的上方，摄像头的镜头朝下；机器人外侧上端设置有红外发射管，红外发射管与机器人的控制信号输出端口相连；机器人的控制信号输入端口通过通讯部分与控制器的控制信号输出端口相连，摄像头的信号输出端口与控制器的采集信号输入端口相连。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人导航领域，尤其涉及一种基于红外的机器人视觉导航系统。
技术介绍
目前，机器人导航领域主要采用激光导航和磁条导航两种方式。激光导航虽然精度很高，但由于国内激光技术不够成熟，大多数以进口为主，导致生产成本很高。而磁条导航相对激光导航成本低很多，但是其施工难度较高，后期维护难度大。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，提供一种容易实施、精度高的基于红外的机器人视觉导航系统。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案，本技术包括机器人、通讯部分、控制器、摄像头，摄像头设置在机器人工作区域中部的上方，摄像头的镜头朝下。机器人外侧上端设置有红外发射管，红外发射管与机器人的控制信号输出端口相连。机器人的控制信号输入端口通过通讯部分与控制器的控制信号输出端口相连，摄像头的信号输出端口与控制器的采集信号输入端口相连。作为一种优选方案，本技术所述摄像头为三个，呈等边三角形布置。作为另一种优选方案，本技术所述通讯部分采用USB接口、网络接口或485接口。作为另一种优选方案，本技术所述控制器包括CMOS摄像头标准接口J1、DM6437ZWT芯片U2、a82c250芯片U4、ADUM1201芯片U6、控制信号输出接口J2，J1的CMOS_D0～D7端口与U2的YI0～YI7端口对应连接；U2的HECC_TX、HECC_RX端口与U6的2、3脚对应连接，U6的6、7脚与U4的1、4脚对应连接，U4的6、7脚与J2的CANL、CANH端口对应连接。作为另一种优选方案，本技术所述摄像头采用多广角CMOS摄像头。其次，本技术所述红外发射管的发光频率相同。另外，本技术所述U2的DDR_ZN端口依次通过电感L10、L9与TPS54310芯片U11的10脚相连，U11的14、15、16脚依次通过电感L8、L4、L3与td7590芯片U8的3脚相连，U8的1脚为外部电源输入端。本技术有益效果。本技术机器人本体上安装的红外发射管，用以被摄像头识别其位置特征。本技术采用的红外技术成熟，成本低，后期维护难度低。本技术红外发射管是安装在机器人的头部，易于准确的识别和定位。本技术控制器用于建立地图，得出机器人的相对位置；并通过通讯部分将行走路径信息下发给机器人。本技术提供一种基于红外的机器人视觉导航系统的硬件基础。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。本技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。图1是本技术电路原理框图。图2是本技术结构示意图。图3～9是本技术控制器电路原理图。具体实施方式如图所示，本技术包括机器人、通讯部分、控制器、摄像头，摄像头设置在机器人工作区域中部的上方，摄像头的镜头朝下。机器人外侧上端设置有红外发射管，红外发射管与机器人的控制信号输出端口相连。机器人的控制信号输入端口通过通讯部分与控制器的控制信号输出端口相连，摄像头的信号输出端口与控制器的采集信号输入端口相连。控制器包括微处理器，电源管理，用于从摄像头获得信息的处理。所述摄像头为三个，呈等边三角形布置。如此设置，可对工作空间全面覆盖，能准确的采集到机器人移动空间的地图图像信息。所述通讯部分采用USB接口、网络接口或485接口。多个通讯接口保障机器人和控制器的信息传递的正常进行。所述控制器包括CMOS摄像头标准接口J1、DM6437ZWT芯片U2、a82c250芯片U4、ADUM1201芯片U6、控制信号输出接口J2，J1的CMOS_D0～D7端口与U2的YI0～YI7端口对应连接；U2的HECC_TX、HECC_RX端口与U6的2、3脚对应连接，U6的6、7脚与U4的1、4脚对应连接，U4的6、7脚与J2的CANL、CANH端口对应连接。所述摄像头采用多广角CMOS摄像头。多广角CMOS摄像头具有整合集成度高，成本低，解析度高和连接复杂度低，精度高等优点；并能够对视场进行全面的扫描。所述红外发射管的发光频率相同。可通过对红外发射管进行不同的编码，采用同步通信的方式来区分移动的机器人，进而减少频率的干扰。如地图上有四个机器人A、B、C、D在运动，并且每个机器人上都安装有相同频率的红外信号，机器人A在823001点亮、机器人B在823002点亮、机器人C在823003点亮、机器人D在823004点亮，并且实时对摄像头和每个机器人的时钟进行校对，由于每个机器人上面红外同一时刻只有一个亮，而且闪的很快，相当于实时能够对每个机器人定位。所述U2的DDR_ZN端口依次通过电感L10、L9与TPS54310芯片U11的10脚相连，U11的14、15、16脚依次通过电感L8、L4、L3与td7590芯片U8的3脚相连，U8的1脚为外部电源输入端。如图所示，本技术控制器包括视频输入模块、电源模块、内存模块、flash模块、CAN总线等。视频输入模块。支持视频捕获。一个TITVP5146解码输入到设备中复合视频和S端子视频，J1是CMOS摄像头标准接口。电源模块。工作于单一的+5外部供电，此电源连接到主板电源输入，+5V电源输入在板内由电源模块将其变换为+1.2V供电用于DSP内核，而+3.3V供电于DSP的I/O口存储和板上的其他芯片。+1.8V供电用于DDR2接口和DDR2内存。内存模块。它拥有64KBytesSRAM存储器，用于启动加载，SRAM用于调试代码时使用。CAN接口。芯片内部的CAN总线外设通过CAN接口芯片连接到外部连接器上。该电路的电源部分使用芯片TPS54310进行供电，电路的流程是从J1（CMOS摄像头标准接口）将图像进行采集，之后进入处理器处理，最后将处理好的数据存储到存储器DM6437ZWT中，发送到执行机构机器人进行执行。下面结合附图说明本技术的工作过程。三个广角摄像头采用正三角形的相对位置对机器人工作区域进行360度扫描，通过机器人本体上安装的相同频率的红外发射管获得机器人工作区域的各种图像信息。将上述图像信息传送到处理器，建立地图，得出机器人的相对位置。通过处理器将目的地反映到地图上。处理器经过通讯接口将行走路径信息下发到机器人。可以理解的是，以上关于本技术的具体描述，仅用于说明本技术而并非受限于本技术实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外的机器人视觉导航系统，包括机器人、通讯部分、控制器、摄像头，其特征在于摄像头设置在机器人工作区域中部的上方，摄像头的镜头朝下；机器人外侧上端设置有红外发射管，红外发射管与机器人的控制信号输出端口相连；机器人的控制信号输入端口通过通讯部分与控制器的控制信号输出端口相连，摄像头的信号输出端口与控制器的采集信号输入端口相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外的机器人视觉导航系统，包括机器人、通讯部分、控制器、摄像头，其特征在于摄像头设置在机器人工作区域中部的上方，摄像头的镜头朝下；机器人外侧上端设置有红外发射管，红外发射管与机器人的控制信号输出端口相连；机器人的控制信号输入端口通过通讯部分与控制器的控制信号输出端口相连，摄像头的信号输出端口与控制器的采集信号输入端口相连。2.根据权利要求1所述一种基于红外的机器人视觉导航系统，其特征在于所述摄像头为三个，呈等边三角形布置。3.根据权利要求1所述一种基于红外的机器人视觉导航系统，其特征在于所述通讯部分采用USB接口、网络接口或485接口。4.根据权利要求1所述一种基于红外的机器人视觉导航系统，其特征在于所述控制器包括CMOS摄像头标准接口J1、DM6437ZWT芯片U2、a82c250芯片U4、ADUM1201...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗凤麟，杨洋，王雪微，高海啸，
申请(专利权)人：辽宁瓦基机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21