一种基于高精度室内定位技术的导航方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于高精度室内定位技术的导航方法及装置，包括控制器、服务器和终端车辆装置，所述控制器包括微处理器及与之相关的各类传感器、电机控制器，所述服务器包括计算机、定位基站、导航算法及分别与之相关的室内地图。所述终端车辆包括但不限于室内自主导航洗地机，室内自主导航叉车，室内自主导航巡逻车，室内自主导航理货车等特殊终端车辆。本发明专利技术通过控制器控制导航终端运行、室内定位基站提供定位坐标和服务器端导航算法程序规划行进路线的相互配合工作，实现了一套特种车辆在室内自主导航的新型解决方案。相比其它室内自主导航技术，此方案结构更简单，成本低廉，更容易实现，降低了目前已存在室内导航技术的难度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高精度室内定位技术的导航方法及装置
本专利技术涉及室内定位
，具体涉及一种室内自主导航方法及装置系统。
技术介绍
近年来，随着科技的快速发展和生活水平的不断提高，很多公共场合都有用机器人作为咨询员，节省人力成本，提升导览效率，增加公共场合的效益，提高公共场合形象。之前的机器人路径导航主要依靠磁条导航，不过需要在地面上预先贴上黑色的磁条，非常不雅观。目前主流的是激光导航，将机器人放入陌生环境，让机器人一边行走一边利用激光雷达对周围的物体进行扫描，绘制当前环境的地图，实现机器人的自主定位和导航。但是目前的激光导航实现技术难度高，对所使用的硬件产品性能要求高，总体价格昂贵，不能大批量低成本的投入使用。本专利技术提及的室内定位导航及装置，通过常见的室内定位技术，实现了一套全新的室内定位导航方法及装置。通过终端装置携带定位标签，实时显示当前装置的位置，定位数据通过基站不断上报给服务器，服务器利用当前终端装置的位置和提前导入的室内电子地图，利用各种算法数学模型对终端装置做出下一步行动指令，通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)将命令下达给终端装置的控制模块，通过控制模块操纵舵机及行进装置，从而控制终端装置的各种行动，实现自主导航及行走。本专利技术提出的室内导航方法结构简单，对硬件性能要求低，更容易实现，成本低廉，安全可靠，适用范围广。适合机场、高铁站、展厅等大型公共场所和大型生产加工车间的室内导航。本导航方法可以实现但不限于像洗地机、叉车、巡逻车、理货机器人等的室内导航解决方案。>
技术实现思路
本专利技术提供了一种新型的室内导航方法及装置，提供了一种基于高精度室内定位技术的导航方法及装置，实现了一种新的更容易实现的室内导航解决方法。本专利技术提及的室内导航方法，根据定位坐标上报终端装置当前的位置到服务器，服务器根据坐标位置利用自主研发的电子地图，通过各种算法和数学模型规划终端装置的行进路径并发出行动指令。本专利技术提及的导航装置可以但不限于是室内自动洗地机，室内自动叉车，室内自动理货车，室内自动巡逻车。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：(1)微处理器控制芯片通过红外感应装置，判断是否有人靠近终端装置，当有人靠近后，会立即停止作业，等人离开后再恢复作业。(2)微处理器控制芯片通过超声波测距装置，判断终端装置与障碍物之间的距离，当小于最小距离时，会停止行进，等待服务器下一步行进指令。(3)微处理器控制芯片通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)接收的行进指令控制终端装置行进后退。(4)微处理器控制芯片通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)接收转弯指令，控制转向电机转向。(5)微处理器控制芯片通过机械限位开关，判断转向齿轮是否到达转向最大角度，如果达到最大角度则向相反方向触发转向电机，防止打齿。(6)微处理器控制芯片通过服务器指令控制继电器开关的打开和闭合，从而控制相关部件的运转。(7)服务器接收路由器从定位基站获得的终端位置信息。(8)服务器通过地图导入构建建筑物内部电子地图。(9)服务器通过算法程序和数学模型利用终端位置信息，在电子地图上规划终端装置的行进路线。(10)服务器通过终端装置传来的感应信息，运用逻辑算法为终端装置规划避障和绕障路线。(11)服务器通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)向微处理器控制模块发送控制指令。本专利技术采用的技术原理是：该系统的核心电路，采用低成本的STM32微处理器控制芯片，通过软件程序设置好对各个外围模块的控制功能。通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)接收服务器发来的动作指令，位置信息通过定位标签搜集，通过定位基站上报服务器。采用电脑作为服务器，通过导入的电子地图，利用算法规划路线，实现室内导航。本方案适用多种场景下的室内定位导航解决方案，导航方法结合洗/扫地机可实现大型公共场所的无人自动打扫清洁功能，导航方法结合叉车实现工厂无人运货。导航方法结合巡检车可以实现机器人自动巡逻报警，导航方法结合理货车可以实现超市无人理货。涉及到室内的无人相关的技术可以通过本专利技术提供的思路去实现。本专利技术的有益效果是：本专利技术提及的导航方法灵活利用现有的室内定位技术，结合简单的硬件设备，实现了一套全新的室内定位导航解决方案。本专利技术相比目前市场上已有的定位导航技术，具有硬件性能要求低，性价比高，容易实现，安全可靠，实用性强，节约人力资源等优点。附图说明下面是结合附图和实施例对本专利技术的进一步描述。图1是基于高精度室内定位技术的导航方法及装置的各模块间的逻辑结构图。在图中，微处理器由终端装置车辆电瓶供电，微处理负责处理各个感应器的逻辑关系、控制行进电机前进停止、控制转向电机转向、控制各个继电器开关打开关闭终端装置的各种功能和控制无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)与服务器建立无线网络连接发送数据。服务器负责室内平面电子地图导入，利用算法和数学模型规划导航路线，利用逻辑处理算法进行绕障及避障，通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)将行进和转弯指令发送给终端装置控制模块。具体实施方式本实施例是基于高精度室内定位技术的导航方法及洗地机装置，按以下步骤进行。(1)按照室内面积的大小计算，按照一定间隔布置定位基站。(2)把房屋的平面结构图，导入到系统中生成室内电子地图。(3)携带定位标签的洗/扫地机开机上电后控制模块也上电启动，然后通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)和服务器取得连接。(4)服务器启动后，根据洗/扫地机上的定位标签，识别洗/扫地机当前的位置。(5)服务器通过路由器向洗/扫地机发送行进指令，控制洗/扫地机运动。(6)洗/扫地机运动带着定位标签移动，基站实时采集定位数据上传服务器。(7)服务器根据洗/扫地机当前的位置，为洗/扫地机发送下一步的行进指令。(8)洗/扫地机遇到障碍物或者人的时候，立即停止运动，并上报服务器，等人离开或者障碍物移开后，重新给小车发送行进指令。(9)服务器根据洗/扫地机的位置，提前规划好行进路线，让洗地机按行进路线行进，当快到达墙体时给洗地机提前下达转弯命令。本导航方法根据室内定位数据获得装置当前位置，按照装置当前位置为装置规划下一步行动。装置控制模块通过降压模块，将扫地车电瓶电压转变为适用于传感器的输入电压和微处理器控制芯片的输入电压，控制模块上电后对首先对各个模块、串口进行初始化，通过无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)向服务器发送连接命令，控制模块连上服务器后，会不断的向服务器发送当前传感器的信息，然后等待服务器的下一步指令，当服务器发送行进指令后，由无线通信传输模块(WiFi、4G/5G及基站等)发送给控制模块的无线接收模块，控制模块获得命令后进行判断，做出相应的动作，当控制模块接收到转弯指令时，会通过电机控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高精度室内定位技术的导航方法及装置，包括控制器、服务器和终端车辆装置其特征还包括/na、所述控制器包括微处理器及分别与微处理器连接的距离测量装置、红外感应装置、惯性导航装置、行进电机控制装置和转向电机控制转置。/nb、所述的服务器包括计算机、定位基站、导航算法及分别与服务器相关的室内地图；所述定位基站与服务器计算机相连，导航算法程序与地图坐标相关联。/nc、所述终端车辆包括但不限于室内自主导航洗/扫地机，室内自主导航叉车，室内自主导航巡逻车，室内自主导航理货车等特殊终端车辆。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高精度室内定位技术的导航方法及装置，包括控制器、服务器和终端车辆装置其特征还包括
a、所述控制器包括微处理器及分别与微处理器连接的距离测量装置、红外感应装置、惯性导航装置、行进电机控制装置和转向电机控制转置。
b、所述的服务器包括计算机、定位基站、导航算法及分别与服务器相关的室内地图；所述定位基站与服务器计算机相连，导航算法程序与地图坐标相关联。
c、所述终端车辆包括但不限于室内自主导航洗/扫地机，室内自主导航叉车，室内自主导航巡逻车，室内自主导航理货车等特殊终端车辆。


2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，该所述的控制器装置与无线传输模块、转向装置、传感器相连。


3.根据权利要求2所述的无线传输模块，其特征在于，该传输模块外接天线接收器，天线接收器安装在外壳的上方。所述的转向装置，其特征在于，该转向装置包含步进电机控制器，步进电机，转向齿轮。所述的传感器，其特征在于，该传感器包含超声波传感器、红外传感器、六/九轴姿态传感器。


4.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，该服务器包含数据库、电子地图、导航算法、运动控制处理算法、事物处理模块、用户交互界面。


5.根据权利要求4所述的电子地图，其特征在于，该电子地图主要用于室...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，
申请(专利权)人：郑州鼎派电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41