一种机器人用路面自动导航系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人用路面自动导航系统，导航系统由信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块组成，且所述信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块均固定安装在管理机器人的机架上，本发明专利技术通过激光扫描仪作为自动导航设备实时提取厂房内货架行间距信息进行不同环境下设施管理机器人自动导航，在厂房内设立几处基点，通过激光扫描设备建立扫描直角坐标系再应用最小二乘法对规划路径进行拟合，通过运动执行模块精准调控去转向角度，准确率高，导航效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人用路面自动导航系统
本专利技术涉及一种导航系统，特别涉及一种机器人用路面自动导航系统，属于机器人导航

技术介绍
在现代化的自动化生产与仓储管理中，广泛的采用了可以替代人进行复杂重复工作的可移动机器人系统，在系统中，要求可以准确快速的了解机器人当前的位置，并且对机器人的移动行为有严格的规定，从而可以进行可预期和拓展的操作流程和预防事故的发生或降低事故的发生概率。目前来说，用于自主运行的机器人的导航方式大都是基于电磁信号以及前置摄像头探测黑白线等方式。前者需要铺设磁感线路，成本高；后者成本虽然低，但是修改轨道很浪费时间，需要擦除之前的轨道，然后进行新轨迹线的铺设，而现有通过激光导航精度不够，导航容易跑偏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机器人用路面自动导航系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种机器人用路面自动导航系统，所述导航系统由信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块组成，且所述信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块均固定安装在管理机器人的机架上，其中，信息处理模块，该模块具有很强的信息处理能力，同时对外保证有各种外部接口，信息处理模块是整个机器人硬件系统的计算核心，更是各个模块之间交互的中心；环境感知模块，通过多组激光发射器和激光接收器组成，激光接收器安装在管理机器人的机架上，从而进行激光导航；运动执行模块，运动执行模块主要是用来接收信息处理模块发来的指令，并根据指令进行响应的动作，将左转、右转、速度等信息实时地反馈给信息处理模块；供电模块组成，供电模块是保证整个导航系统正常运行的基础，保证其它各模块需求的电力条件，导航系统在供电模块下可连续安全地工作。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述运动执行模块由转向控制单元和驱动单元组成，且所述驱动单元由减速电机和移动轮构成，通过两个减速电机驱动左右两端的移动轮进行移动，通过机器人左右两轮的转速差实现转向，当机器人右轮转速大于左轮转速时，机器人向右转弯，左右两轮速度差越大，偏转角越大。作为本专利技术的一种优选技术方案，为了实现设施管理机器人的自主导航，对仓库内货架进行精确定位，具体定位方法步骤如下：S1：设立几处基准点确定货架与管理机的相对位置，经过环境感知模块中的激光接收器激光扫描的图像分析不同凹点处为货架的位置，根据此特征将货架的位置信息在直角坐标中体现，从而确定货物的位置信息，根据凹陷点特征进行不同货架位置的定位。S2：将扫描仪的位置设为原点建立直角坐标系，激光接收器可以在一个扫描周期扫过180度,每个数据的扫描区间是0.5度，一个周期内获得361个位置信息，根据这些数据可以精确得到管理机的位置信息，R代表扫描区间任一点到扫描设备的长度，q表示任一点的夹角，则计算qi表示如下：qi＝0.5(i-1)；i＝2、3、4…361，计算qi数值可知道厂房内货架的位置数据。作为本专利技术的一种优选技术方案，信息处理模块根据对货架信息的精确定位采用最小二乘法对管理机器人的导航路径进行拟合，具体方法如下：首先将厂房内选取中线为规划路线，从中线的两旁货架选定接近管理机器人的2个点，信息处理模块计算出拟合路径的信息数据得到货架的组合点坐标，通过拟合出的坐标点从而获得管理机器人的拟合路径。作为本专利技术的一种优选技术方案，当管理机器人的行走路径与拟合路径存在偏差时，通过信息处理模块计算出偏差值，转向控制单元通过控制减速电机转速来调整偏差值从而实现对导航车辆的方向控制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术一种机器人用路面自动导航系统，通过激光扫描仪作为自动导航设备实时提取厂房内货架行间距信息进行不同环境下设施管理机器人自动导航，在厂房内设立几处基点，通过激光扫描设备建立扫描直角坐标系再应用最小二乘法对规划路径进行拟合，通过运动执行模块精准调控转向角度，准确率高，导航效率高。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种机器人用路面自动导航系统的技术方案：一种机器人用路面自动导航系统，导航系统由信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块组成，且信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块均固定安装在管理机器人的机架上，其中，信息处理模块，该模块具有很强的信息处理能力，同时对外保证有各种外部接口，信息处理模块是整个机器人硬件系统的计算核心，更是各个模块之间交互的中心；环境感知模块，通过多组激光发射器和激光接收器组成，激光接收器安装在管理机器人的机架上，从而进行激光导航；运动执行模块，运动执行模块主要是用来接收信息处理模块发来的指令，并根据指令进行响应的动作，将左转、右转、速度等信息实时地反馈给信息处理模块；供电模块组成，供电模块是保证整个导航系统正常运行的基础，保证其它各模块需求的电力条件，导航系统在供电模块下可连续安全地工作。运动执行模块由转向控制单元和驱动单元组成，且所述驱动单元由减速电机和移动轮构成，通过两个减速电机驱动左右两端的移动轮进行移动，通过机器人左右两轮的转速差实现转向，当机器人右轮转速大于左轮转速时，机器人向右转弯，左右两轮速度差越大，偏转角越大。为了实现设施管理机器人的自主导航，对仓库内货架进行精确定位，具体定位方法步骤如下：S1：设立几处基准点确定货架与管理机的相对位置，经过环境感知模块中的激光接收器激光扫描的图像分析不同凹点处为货架的位置，根据此特征将货架的位置信息在直角坐标中体现，从而确定货物的位置信息，根据凹陷点特征进行不同货架位置的定位。S2：将扫描仪的位置设为原点建立直角坐标系，激光接收器可以在一个扫描周期扫过180度,每个数据的扫描区间是0.5度，一个周期内获得361个位置信息，根据这些数据可以精确得到管理机的位置信息，R代表扫描区间任一点到扫描设备的长度，q表示任一点的夹角，则计算qi表示如下：qi＝0.5(i-1)；i＝2、3、4…361，计算qi数值可知道厂房内货架的位置数据。信息处理模块根据对货架信息的精确定位采用最小二乘法对管理机器人的导航路径进行拟合，具体方法如下：首先将厂房内选取中线为规划路线，从中线的两旁货架选定接近管理机器人的2个点，信息处理模块计算出拟合路径的信息数据得到货架的组合点坐标，通过拟合出的坐标点从而获得管理机器人的拟合路径。当管理机器人的行走路径与拟合路径存在偏差时，通过信息处理模块计算出偏差值，转向控制单元通过控制减速电机转速来调整偏差值从而实现对导航车辆的方向控制。具体使用时，本专利技术一种机器人用路面自动导航系统，在厂房内均匀布置多组激光发射器，且设置在货架的两端，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人用路面自动导航系统，其特征在于，所述导航系统由信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块组成，且所述信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块均固定安装在管理机器人的机架上，其中，/n信息处理模块，该模块具有很强的信息处理能力，同时对外保证有各种外部接口，信息处理模块是整个机器人硬件系统的计算核心，更是各个模块之间交互的中心；/n环境感知模块，通过多组激光发射器和激光接收器组成，激光接收器安装在管理机器人的机架上，从而进行激光导航；/n运动执行模块，运动执行模块主要是用来接收信息处理模块发来的指令，并根据指令进行响应的动作，将左转、右转、速度等信息实时地反馈给信息处理模块；/n供电模块组成，供电模块是保证整个导航系统正常运行的基础，保证其它各模块需求的电力条件，导航系统在供电模块下可连续安全地工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人用路面自动导航系统，其特征在于，所述导航系统由信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块组成，且所述信息处理模块、环境感知模块、运动执行模块和供电模块均固定安装在管理机器人的机架上，其中，
信息处理模块，该模块具有很强的信息处理能力，同时对外保证有各种外部接口，信息处理模块是整个机器人硬件系统的计算核心，更是各个模块之间交互的中心；
环境感知模块，通过多组激光发射器和激光接收器组成，激光接收器安装在管理机器人的机架上，从而进行激光导航；
运动执行模块，运动执行模块主要是用来接收信息处理模块发来的指令，并根据指令进行响应的动作，将左转、右转、速度等信息实时地反馈给信息处理模块；
供电模块组成，供电模块是保证整个导航系统正常运行的基础，保证其它各模块需求的电力条件，导航系统在供电模块下可连续安全地工作。


2.根据权利要求1所述的一种机器人用路面自动导航系统，其特征在于：如图，所述运动执行模块由转向控制单元和驱动单元组成，且所述驱动单元由减速电机和移动轮构成，通过两个减速电机驱动左右两端的移动轮进行移动，通过机器人左右两轮的转速差实现转向，当机器人右轮转速大于左轮转速时，机器人向右转弯，左右两轮速度差越大，偏转角越大。


3.根据权利要求1所述的一种机器人用路面自动导航系统，其特征在于：为了实现设施管理机器人的自主导航，对仓库内货架进行精确定位，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蕴璇，
申请(专利权)人：杨蕴璇，
类型：发明
国别省市：安徽;34