本實(shí)用新型涉及激光導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

激光導(dǎo)航在現(xiàn)代制造業(yè)尤其是智能物流搬運(yùn)機(jī)器人AGV(Automated Guided Vehicle)中正在被廣泛應(yīng)用，激光掃描測(cè)距技術(shù)的引入提高了AGV系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性，給重組生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和布局帶來(lái)便利，成為目前國(guó)內(nèi)外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進(jìn)導(dǎo)航定位及避障方式。

控制系統(tǒng)作為激光導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行者，其性能的優(yōu)劣將直接影響導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，采用精確、高效的控制系統(tǒng)對(duì)激光導(dǎo)航系統(tǒng)以及AGV整體性能的提高起到至關(guān)重要的作用。目前采用的高性能DSP(digital signal processing，數(shù)字信號(hào)處理)控制系統(tǒng)也有其自身的缺點(diǎn)，它的價(jià)格相對(duì)高昂，研發(fā)的技術(shù)難度大，阻擋了激光導(dǎo)航的技術(shù)進(jìn)步以及普及使用。因此選用一種價(jià)格低廉同時(shí)又能滿足激光導(dǎo)航需求的控制系統(tǒng)成為現(xiàn)今激光導(dǎo)航的一個(gè)研究目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)及方法具有體積小、控制精度高、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于結(jié)構(gòu)緊湊的激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，為激光導(dǎo)航系統(tǒng)控制器的開發(fā)提供一種新的思路。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開的一種激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，它包括導(dǎo)航避障控制器，其特征在于：它還包括單片機(jī)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口，所述單片機(jī)的測(cè)距數(shù)據(jù)輸入端連接激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口，單片機(jī)的編碼器反饋數(shù)據(jù)輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口，單片機(jī)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)輸出端連接導(dǎo)航避障控制器的信號(hào)輸入端。

所述導(dǎo)航避障控制器的導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息輸出端用于連接激光導(dǎo)航載體的航路徑規(guī)劃信息輸入端。

激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)還包括顯示器，所述單片機(jī)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示信號(hào)輸出端連接顯示器的顯示信號(hào)輸入端。

所述導(dǎo)航避障控制器的導(dǎo)航路徑規(guī)劃顯示信息輸出端連接顯示器的顯示信號(hào)輸入端。

本實(shí)用新型采用價(jià)格相對(duì)低廉的單片機(jī)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口作為激光導(dǎo)航系統(tǒng)的核心控制單元，有效實(shí)現(xiàn)激光導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度控制，降低激光導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)成本，便于激光導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)及推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1—激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口、2—齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口、3—單片機(jī)、4—顯示器、5—導(dǎo)航避障控制器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

本實(shí)用新型的激光導(dǎo)航控制系統(tǒng)，如圖1所示，它包括導(dǎo)航避障控制器5、單片機(jī)3(型號(hào)為MSP430F5438)、激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2，所述單片機(jī)3的測(cè)距數(shù)據(jù)輸入端連接激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1，單片機(jī)3的編碼器反饋數(shù)據(jù)輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2，單片機(jī)3的導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)輸出端連接導(dǎo)航避障控制器5的信號(hào)輸入端。

上述激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1為8位數(shù)據(jù)位的高速RS232通信串口，可以滿足高達(dá)256K的波特率。

在激光導(dǎo)航工作時(shí)，使用高反射率光學(xué)平面反射鏡將激光光路折射90°，再通過電機(jī)控制帶動(dòng)反射鏡旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光路360°掃射，保證測(cè)距模塊相對(duì)靜止，提高測(cè)量穩(wěn)定性。使用IGS齒輪式磁性主軸編碼器，安裝在反射鏡旋轉(zhuǎn)部件上，直接反饋反射鏡旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)位置。

單片機(jī)3通過齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2讀取IGS齒輪式磁性主軸編碼器的信號(hào)，確定激光導(dǎo)航的距離數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的角度信息，將每個(gè)測(cè)距數(shù)據(jù)的角度信息和距離信息一一對(duì)應(yīng)。

上述技術(shù)方案中，導(dǎo)航避障控制器5的導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息輸出端用于連接激光導(dǎo)航載體的航路徑規(guī)劃信息輸入端。上述導(dǎo)航避障控制器5為常規(guī)采購(gòu)設(shè)備，它使用單片機(jī)MSP430F5438芯片作為運(yùn)算芯片，使用測(cè)距數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，基于內(nèi)置函數(shù)模塊，配合常規(guī)的導(dǎo)航避障算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，辨別障礙物信息，導(dǎo)航避障控制器5采用RS485通道作為導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息輸出通道，將導(dǎo)航規(guī)劃信息傳遞給激光導(dǎo)航載體，規(guī)劃激光導(dǎo)航載體的導(dǎo)航路徑。

上述技術(shù)方案中，它還包括顯示器4，所述單片機(jī)3的導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示信號(hào)輸出端連接顯示器4的顯示信號(hào)輸入端。顯示器4由4塊8*8點(diǎn)陣LG7088BH組成，由四片移位寄存器74HC595控制，組成一塊16*16的點(diǎn)陣顯示矩陣。

上述技術(shù)方案中，所述導(dǎo)航避障控制器5的導(dǎo)航路徑規(guī)劃顯示信息輸出端連接顯示器4的顯示信號(hào)輸入端。顯示器4用于顯示導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)和導(dǎo)航路徑規(guī)劃圖。

上述技術(shù)方案中，單片機(jī)3通過激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1采集激光測(cè)距儀得到的障礙物距離數(shù)據(jù)。單片機(jī)3通過齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2采集齒輪式磁性主軸編碼器的反饋信號(hào)從而獲取障礙物的角度數(shù)據(jù)。

單片機(jī)3用于利用障礙物的距離數(shù)據(jù)和障礙物的角度數(shù)據(jù)，通過常規(guī)的導(dǎo)航定位slam算法得到導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)；

導(dǎo)航避障控制器5依據(jù)由單片機(jī)3處獲取的導(dǎo)航數(shù)據(jù)執(zhí)行常規(guī)的導(dǎo)航避障算法，得到導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息，通過導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息修正激光導(dǎo)航載體的行駛路徑，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航避障功能。

本實(shí)用新型工作時(shí)，單片機(jī)3通過激光測(cè)距儀數(shù)據(jù)通信接口1采集激光測(cè)距儀得到的障礙物距離數(shù)據(jù)。單片機(jī)3通過齒輪式磁性主軸編碼器反饋數(shù)據(jù)通信接口2讀取IGS齒輪式磁性主軸編碼器的信號(hào)，確定激光導(dǎo)航的距離數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的角度信息，將每個(gè)測(cè)距數(shù)據(jù)的角度信息和距離信息一一對(duì)應(yīng)。

單片機(jī)3根據(jù)障礙物距離數(shù)據(jù)和障礙物角度數(shù)據(jù)通過常規(guī)的導(dǎo)航定位slam算法得到導(dǎo)航數(shù)據(jù)(導(dǎo)航環(huán)境特征提取結(jié)果、導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果、導(dǎo)航特征匹配結(jié)果、載體位置估計(jì)結(jié)果和地圖更新結(jié)果)；導(dǎo)航避障控制器5依據(jù)由單片機(jī)3處獲取的導(dǎo)航數(shù)據(jù)執(zhí)行常規(guī)的導(dǎo)航避障算法，得到導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息，通過導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息修正激光導(dǎo)航載體的行駛路徑，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航避障功能。顯示器4將導(dǎo)航數(shù)據(jù)和導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息進(jìn)行顯示。

本說(shuō)明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。