一种基于激光测距的二维空间引导定位方法技术

一种基于激光测距的二维空间引导定位方法,其主要装置为安装在移动平台上的激光测距单元，其包含四个激光位移传感器，对移动平台与定位座的距离进行测量。本发明专利技术的定位方法为：移动平台通过不断获取激光位移传感器的实测值,时刻计算所需的旋转角度和偏航方向，并按计算的结果运动到目标位姿，实现移动平台在定位座内的精确定位。本发明专利技术的优点在于：1）采用激光测距传感器作为定位测量装置，定位精度高、使用适应性强、成本低廉；2）定位过程中采用粗调整与精调整相结合的方式，既能保证定位的快速性、又能保证定位的准确性；3）适用对象广泛，可对航空、汽车等大型部件的自动化转站运输中提供精确定位的功能。

A Two-Dimensional Space Guided Location Method Based on Laser Ranging

A two-dimensional space-guided positioning method based on laser ranging is proposed. Its main device is a laser ranging unit installed on a mobile platform. It contains four laser displacement sensors to measure the distance between the mobile platform and the positioning seat. The positioning method of the present invention is that the mobile platform realizes the accurate positioning of the mobile platform in the positioning seat by continuously acquiring the measured value of the laser displacement sensor, calculating the required rotation angle and yaw direction at all times, and moving to the target position and posture according to the calculated results. The advantages of the present invention are as follows: 1) laser ranging sensor is used as positioning measuring device, which has high positioning accuracy, strong adaptability and low cost; 2) rough adjustment and fine adjustment are combined in the positioning process, which can not only ensure the rapidity of positioning, but also ensure the accuracy of positioning; 3) it has a wide range of applications and can automatically rotate large components such as aviation, automobiles and so on. The function of precise positioning is provided in station transportation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光测距的二维空间引导定位方法
本专利技术涉及一种飞机构件自动化运输转站定位领域，具体地说是一种基于激光测距的二维空间引导定位方法。
技术介绍
在信息时代的今天，随着计算机软、硬件科技的迅猛发展，机器人技术有效的结合人工智能技术、计算机技术、自动控制等多个领域的技术，并得到了很大的突破，在各种领域中都得到了广泛的应用，掀起了机器换人的变革。目前在飞机装配领域，由于飞机构件通常尺寸较大以及构件在运输转站的过程中需要准确到达目标位置等一系列要求，而传统的人工转站方式存在劳动强度大，安全性差等问题，也不能保证转站的定位精度，因此，采用移动平台搭载导航定位系统进行飞机构件的自动化转站能很好地满足这些需求。实践表明，提高运输效率能很大程度上提高生产效率，所以移动平台的应用越来越受到企业的重视。移动平台是一种自动化的无人驾驶的智能化搬运设备，其采用麦克纳姆轮,可以在平面内沿任意角度移动，具有零转弯半径、方向切换迅速的优势，可以在有限空间内灵活移动。移动平台常用的导航方式有激光雷达导航、电磁导航、磁带导航、视觉导航等，这些导航方式能够使移动平台沿预先设定的路线行驶，但这些方式运行精度低，价本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光测距的二维空间引导定位方法，其特征是它包括以下步骤：首先，在移动平台上安装一个由激光位移传感器组成的激光测距单元，该激光位移传感器用于测量移动平台的三个面相对于移动平台定位座之间的距离并发送到控制中心作为定位的依据；其次，首次定位前，先将理想情况下完成定位时的测距传感器的测量值设为最终的目标值，并保证此时每个激光位移传感器均在测量范围之内，然后设置移动平台的调整阈值，即认为当调整后的移动平台的位姿与目标位姿的误差在此阈值范围内时定位完成；第三，当移动平台定位开始时，必须满足移动平台的每个激光位移传感器均在测量范围之内这个条件，之后移动平台开始执行定位过程；第四，移动平台首先进行...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距的二维空间引导定位方法，其特征是它包括以下步骤：首先，在移动平台上安装一个由激光位移传感器组成的激光测距单元，该激光位移传感器用于测量移动平台的三个面相对于移动平台定位座之间的距离并发送到控制中心作为定位的依据；其次，首次定位前，先将理想情况下完成定位时的测距传感器的测量值设为最终的目标值，并保证此时每个激光位移传感器均在测量范围之内，然后设置移动平台的调整阈值，即认为当调整后的移动平台的位姿与目标位姿的误差在此阈值范围内时定位完成；第三，当移动平台定位开始时，必须满足移动平台的每个激光位移传感器均在测量范围之内这个条件，之后移动平台开始执行定位过程；第四，移动平台首先进行姿态调整，即以自身的几何中心进行旋转运动，旋转量的大小和方向由移动平台的实际姿态与目标姿态决定，记为旋转角度Δα，当移动平台的实际姿态与目标姿态的差值满足设置的阈值范围时，移动平台立即停止运动，表明姿态调整完成；第五，移动平台其次进行位置调整，移动平台先判断是否是第一次位置调整，若是第一次位置调整，则进行粗调整；若不是第一次位置调整，则进行精调整；第六，若是粗调整，控制器根据移动平台的实际位置与目标位置计算出需要的偏航方向θ，控制移动平台的每个轮子的转速和转向，使移动平台其沿着θ方向运动，直到位置差值满足设置的阈值范围，移动平台立即停止运动,表明粗调整完成。第七，若是精调整，则说明此时需要进行的是微调；小车根据实测获得的X，Y向的距离数据分别进行X，Y向的距离调整，当X，Y向的实际距离与目标值的差值满足设置的阈值范围时，移动平台立即停止运动，表明精调整完成；第八，延时1秒后再次进行激光位移传感器的实测值与目标值进行对比，如果实测值在目标值的阈值范围内，则表明定位完成，如果实测值不在目标值的阈值范围内，则重复上述步骤四至步骤八，直至定位完成。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，旋转角度和偏航方向的具体计算如下：1)旋转角度：记移动平台的侧前端顶部，侧后端顶部的激光位移传感器的目标数值为L2和L3，实测数值为L2′和L3′，它们之间的安装距离为H，此时根据三角关系可以得出下列结果：目标位姿时移动平台与竖直方向的偏角为：实际位姿...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄翔，李泷杲，李俊杰，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32