一种室内定位系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种室内定位系统，包括依次连接的控制器、驱动装置和旋转机构，以及分别与所述控制器连接的第一激光测距仪和第二激光测距仪；所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪固定安装于所述旋转机构上，该第一激光测距仪发射出的光线与该第二激光测距仪发射出的光线垂直。本发明专利技术还提供一种室内定位方法。采用本发明专利技术技术方案，可以利用两个垂直的激光测距仪实现定位，定位精度高，并且，可以利用两个激光测距仪与参考边的距离关系来校准激光测距仪发射光线的方向，利用简单结构即实现了对定位系统的校准，构思新颖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非接触式定位设备及定位方法。
技术介绍
随着计算机技术、传感器技术、伺服电机技术、控制理论等技术的不断成熟和发展，能够在工厂、车间等环境下实现精确定位，并完成移动任务的设备被越来越多的工作者提上了要求，并且技术的成熟和发展也使得开发这种设备成为可能。然而目前现在的无线室内定位系统存在成本较高，定位精度不高的问题，目前流行的无线室内定位系统有ZigBee,UffB (超宽带)、RFID射频识别定位、超声波定位、GPS、地磁定位等，这些定位方式的定位精度从十几厘米到几米不等，而且成本较高，还不能满足设备在工厂和车间内进行精确地自动化生产的要求。
技术实现思路
为解决现有室内定位系统定位精度不足的技术问题，本专利技术提供一种室内精确定位系统。本专利技术为解决上述技术问题提供的技术方案是一种室内定位系统，其特征在于包括依次连接的控制器、驱动装置和旋转机构，以及分别与所述控制器连接的第一激光测距仪和第二激光测距仪；所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪固定安装于所述旋转机构上，该第一激光测距仪发射出的光线与该第二激光测距仪发射出的光线垂直。采用本专利技术技术方案，可以利用两个垂直的激光测距仪实现定位，定位精度高，并且，可以利用两个激光测距仪与参考边的距离关系来校准激光测距仪发射光线的方向，利用简单结构即实现了对定位系统的校准，构思新颖。进一步的，所述室内定位系统还包括与所述控制器连接的方向指示器，所述方向指示器固定安装于所述旋转机构上。采用上述技术方案，方向指示器可以测出方向，利用方向数据对激光测距仪进行校准或校正，校准速度快，成本低。进一步的，所述室内定位系统还包括与所述控制器连接的第三激光测距仪；所述第三激光测距仪固定安装于所述旋转机构上，该第三激光测距仪发射出的光线与所述第一激光测距仪发射出的光线或者所述第二激光测距仪发射出的光线垂直。采用上述技术方案，可在利用第一、第二激光测距仪的组合进行定位时若其中一个激光测距仪发射的光线被阻挡，则可以利用第一、第三激光测距仪的组合或第二、第三测距仪的组合来进行定位，能够满足较复杂的场地环境；还可以利用第一、第三激光测距仪与两平行的参考边的距离之和的规律，实现校准。进一步的，所述室内定位系统还包括分别与所述控制器连接的第三激光测距仪和第四激光测距仪；所述第三激光测距仪和所述第四激光测距仪均固定安装于所述旋转机构上，该第三激光测距仪发射出的光线与该第四激光测距仪发射出的光线垂直。采用上述技术方案，可在利用第一、第二激光测距仪的组合进行定位时若其中两个激光测距仪发射的光线被阻挡，则可以利用第三、第四激光测距仪的组合来进行定位，能够满足更复杂的场地环境；还可以利用第一、第三激光测距仪与相应两相平行的参考边的距离之和的规律，或者第二、第四激光测距仪与相应两平行的参考边的距离之和的规律，实现校准。进一步的，所述室内定位系统还包括分别与所述控制器连接的运动系统、通讯装置和电源装置；所述运动系统包括左主动轮、右主动轮、左从动轮、右从动轮以及分别与所述控制器连接的两部驱动电机，所述左主动轮和所述右主动轮均为活动脚轮，所述左从动轮和所述右从动轮均为固定脚轮，所述左主动轮由一部所述驱动电机驱动，所述右主动轮由另一部所述驱动电机驱动；所述方向指示器为电子罗盘。采用上述技术方案，结构简单，使室内定位系统能直行或转弯，成为移动机器人；并且运动系统的这种构造方式，可以以很小的转弯半径实现转弯，利于对激光测距仪的调整，且节省时间。本专利技术还提供一种室内定位方法，包括如下步骤 步骤S1:布置相互垂直地横向参考边和纵向参考边，构成平面直角坐标系； 步骤s2 :控制器控制旋转机构转动以调整处于被测点的两个激光测距仪的发射角度，使两者发射的光线的方向均为标准发射方向，即使一个激光测距仪发射的光线射向并垂直于横向参考边，另一个激光测距仪发射的光线射向并垂直于纵向参考边； 步骤S3 :利用两个激光测距仪测量被测点与横向参考边和纵向参考边的距离，得到被测点在平面直角坐标系中的坐标。进一步的，步骤s2包括对发射光线的方向进行调整的方法控制器根据从方向指示器处获取的方向信息调整两个激光测距仪发射的光线的方向至标准发射方向。进一步的，步骤s2包括当指示器需要校正时，执行方向指示器的校正方法，该校正方法包括以下子步骤 子步骤s21 :使室内定位系统位置固定不变，控制旋转机构带动两个激光测距仪同步转动一周并不断发射光线； 子步骤s22 :比较一个激光测距仪在各发射方向上与横向参考边的距离，找出使该距离最小的方向，该方向即为该激光测距仪的标准发射方向； 子步骤s23 :比较另一个激光测距仪在各发射方向上与纵向参考边的距离，找出使该距离最小的方向，该方向即为该激光测距仪的标准发射方向； 子步骤s24 :控制器根据子步骤s22和子步骤s23的结果校正方向指示器。进一步的，所述室内定位系统包括三个激光测距仪，步骤Si中还包括以下子步骤 子步骤sll :分别布置一条纵向参考边和与其相垂直的两条横向参考边； 子步骤sl2 :布置第一、第二、第三激光测距仪均位于被测点处，使第一激光测距仪发射的光线的方向与第二激光测距仪发射的光线的方向相互垂直、与第三激光测距仪发射的光线的方向相背； 子步骤sl3 :当第一激光测距仪在其光线发射方向与一条横向参考边之间无障碍物时，利用第一、第二激光测距仪进行定位； 子步骤sl4 :当第一激光测距仪在其光线发射方向与一条横向参考边之间有障碍物时，利用第二、第三激光测距仪进行定位； 步骤s2进一步包括当方向指示器需要校正时，执行方向指示器的校正方法，该校正方法包括以下子步骤 子步骤s2a :使室内定位系统位置固定不变，旋转机构带动四个激光测距仪同步转动一周并不断发射光线； 子步骤s2b :比较第一、第三激光测距仪在各发射方向上与两条横向参考边的距离之和，找出使该距离之和最小的方向，该方向即为第一或第三激光测距仪的标准发射方向；子步骤s2c :根据子步骤s2b的结果校正方向指示器。进一步的，所述室内定位系统包括四个激光测距仪，步骤Si包括以下子步骤 子步骤sla :分别布置两条相平行的纵向参考边和与其相垂直的两条相平行的横向参考边； 子步骤sib :布置第一、第二、第三、第四激光测距仪均位于被测点处，使第一激光测距仪发射的光线的方向与第二激光测距仪发射的光线的方向相互垂直、与第三激光测距仪发射的光线的方向相背，使第四激光测距仪发射的光线的方向与第二激光测距仪发射的方向相背; 子步骤sic :当第一激光测距仪在其光线发射方向上与一条横向参考边之间无障碍物、且第二激光测距仪在其光线发射方向上与一条纵向参考边之间无障碍物时，利用第一、第二激光测距仪进行定位； 子步骤sld :当第一、第二激光测距仪在其光线发射方向与一条横向参考边或一条纵向参考边之间有障碍物时，利用第三、第四激光测距仪进行定位。本专利技术带来的有益效果是本专利技术的室内定位系统设计简单，制造成本低，具有较高的定位和运动精度，定位精确度能达到IOmm级，设备具有人机接口方便操作，具有与上位控制中心交互的功能，可进行远程操作，设定任务等，这些特点使该系统可以在工厂、车间的自动化生产领域广泛使用，部分代替人工工作，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内定位系统，其特征在于：包括依次连接的控制器（1）、驱动装置（2）和旋转机构（3），以及分别与所述控制器（1）连接的第一激光测距仪（41）和第二激光测距仪（42）；所述第一激光测距仪（41）和所述第二激光测距仪（42）固定安装于所述旋转机构（3）上，该第一激光测距仪（41）发射出的光线与该第二激光测距仪（42）发射出的光线垂直。

【技术特征摘要】
1.一种室内定位系统，其特征在于:包括依次连接的控制器(I)、驱动装置(2)和旋转机构(3)，以及分别与所述控制器(I)连接的第一激光测距仪(41)和第二激光测距仪(42);所述第一激光测距仪(41)和所述第二激光测距仪(42)固定安装于所述旋转机构(3)上，该第一激光测距仪(41)发射出的光线与该第二激光测距仪(42)发射出的光线垂直。2.根据权利要求1所述的室内定位系统，其特征在于:还包括与所述控制器(I)连接的方向指示器(5 )，所述方向指示器(5 )固定安装于所述旋转机构(3 )上。3.根据权利要求1所述的室内定位系统，其特征在于:还包括与所述控制器(I)连接的第三激光测距仪(43);所述第三激光测距仪(43)固定安装于所述旋转机构(3)上，该第三激光测距仪(43)发射出的光线与所述第一激光测距仪(41)发射出的光线或者所述第二激光测距仪(42)发射出的光线垂直。4.根据权利要求1所述的室内定位系统，其特征在于:还包括分别与所述控制器(I)连接的第三激光测距仪(43)和第四激光测距仪(44);所述第三激光测距仪(43)和所述第四激光测距仪(44)均固定安装于所述旋转机构(3)上，该第三激光测距仪(43)发射出的光线与该第四激光测距仪(44)发射出的光线垂直。5.根据权利要求2所述的室内定位系统，其特征在于:还包括分别与所述控制器(I)连接的运动系统(6)、通讯装置(7)和电源装置(8);所述运动系统(6)包括左主动轮(6al)、右主动轮(6bl)、左从动轮(6a2)、右从动轮(6b2)以及分别与所述控制器(I)连接的两部驱动电机(61)，所述左主动轮(6al)和所述右主动轮(6bI)均为活动脚轮，所述左从动轮(6a2)和所述右从动轮(6b2)均为固定脚轮,所述左主动轮(6al)由一部所述驱动电机(61)驱动，所述右主动轮(6bl)由另一部所述驱动电机(61)驱动；所述方向指示器(5)为电子罗盘。6.一种室内定位方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤S1:布置相互垂直地横向参考边和纵向参考边，构成平面直角坐标系； 步骤s2:控制器控制旋转机构转动以调整处于被测点的两个激光测距仪的发射角度，使两者发射的光线的方向均为标准发射方向，即使一个激光测距仪发射的光线射向并垂直于横向参考边，另一个激光测距仪发射的光线射向并垂直于纵向参考边； 步骤s3:利用两个激光测距仪测量被测点与横向参考边和纵向参考边的距离，得到被测点在平面直角坐标系中的坐标。7.根据权利要求6所述的室内定位方法，其特征在于步骤s2进一步包括对发射光线的方向进行调整的方法:控制器根据从方向指示器处获取的方向信息调整两个激光测距仪发射的光线的方向至标准发射方向。8.根据权利要求7所述的室内定位方法，其特征在于步骤s2进一步包括:当指示器需要校正时，执行方向指示器的校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洁，方建明，
申请(专利权)人：广州创特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：