可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備的製作方法
2023-12-11 18:17:22 6
可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備，包括遠端綜控平臺和導航平臺，遠端綜控平臺包括計算機、無線模塊、串口模塊、WIFI模塊，WIFI模塊內置於計算機內，無線模塊與串口模塊雙向連接，串口模塊與計算機單向連接，導航平臺包括可編程MCU、全向測距傳感器、電子指南針、RFID讀卡器、WIFI模塊、無線串口模塊、預留通訊模塊，該設備可以檢測到障礙物距離尺寸，對不同尺寸、距離的障礙物進行不同的響應措施，發現障礙物後重新規劃路徑，繞過障礙物，無需在工作現場鋪設軌道，技術效果是降低了成本和系統複雜度、加快了設備交付時間。
【專利說明】可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種室內自主偵測導航設備，特別涉及一種可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備。
【背景技術】
[0002]隨著工業自動化、軍事信息化的大潮，很多領域對自主導航設備的需求日益增加，對設備功能、適用性的要求也越來越高，而市場現有的同類成熟設備都必須在使用前對現場進行軌道鋪設等特殊改造，這就造成了成本高昂、功能簡單、改造難度大等缺陷，同時，會對現場的其他工作任務造成一定障礙或幹擾，且當任務發生改變時，傳統室內導航設備不得不拆除原有軌道，重新鋪設新的軌道來與新任務進行匹配，這樣又會造成時間和資金的浪費，在技術上，傳感器系統複雜，傳統導航設備除需要循跡傳感器實現路徑跟蹤外，還需要很多輔助傳感器進行輔助導航，如防撞傳感器、測距傳感器等，不僅成本會增加，系統穩定性也會受到影響。因此，急需一種無需對現場進行過多改造，就可實現室內自主環境偵測導航的設備。
【發明內容】
[0003]鑑於現有技術存在的問題，本發明提供一種全向測距室內自主偵測導航設備，具有360度在單位時間內完成一次全向測距功能，可以獲得室內同一水平面內設備可視障礙物相對距離、輪廓、形狀特徵等，從而實現對陌生現場的偵測，並根據預定動作，在室內進行自主導航。具體技術方案是，一種可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備，由遠端綜控平臺和導航平臺組成，其特徵在於:遠端綜控平臺包括計算機、無線模塊、串口模塊、WIFI模塊，WIFI模塊內置於計算機內，無線模塊與串口模塊雙向連接，串口模塊與計算機單向連接，導航平臺包括可編程MCU、全向測距傳感器、電子指南針、RFID讀卡器、WIFI模塊、無線串口模塊、預留通訊模塊，所述可編程MCU為主控晶片，電子指南針、RFID讀卡器、預留通訊模塊與單片機通過I2C通訊，運動模塊與可編程MCU單向連接，全向測距傳感器與遠端綜控平臺的數據通過WIFI模塊直接上傳至遠端綜控平臺的計算機，可編程MCU通過串口轉無線通訊模塊上傳至遠端綜控平臺的無線模塊。
[0004]數據流走向為導航平臺採集新環境信息、經初步處理後的新環境信息送遠端綜控平臺、處理後嚮導航平臺發送運動指令、導航平臺接收指令並執行，通過以下步驟完成，
(1)遠端綜控平臺開機、軟體初始化、下達指令；
(2)接收指令並判斷是否是前進指令，是，導航平臺前進，否，待命；
(3)導航平臺的RFID讀卡器搜索地標並判斷是否搜索到預設地標，是，準備轉彎，否，進行全向測距；
(4)導航平臺的電子指南針感應導航平臺的角度並判斷是否已旋轉預設角度，是，前進進行全向測距，否，感應導航平臺繼續旋轉；
(5)導航平臺的全向測距傳感器全向測距並判斷是否偏離預設虛擬軌跡，否，感應導航平臺進行修正，是，存儲行進路線記錄，導航平臺繼續前進；
(6)重複(3)、(4)、(5)步驟，直到目的地。
[0005]本發明的技術效果是無需在工作現場鋪設軌道，該自主偵測導航設備可以設定行進模式或者目的地位置，依據虛擬地圖自動規劃最優路逕到達目的地，大大降低了成本和系統複雜度、加快了設備交付時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明的系統組成框圖。
[0007]圖2是本發明的系統工作流程圖。
[0008]圖3是本發明的數據流圖。
[0009]圖4是本發明地形偵測原理示意。
[0010]圖5是本發明某室內環境生成的虛擬地圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1、2、3、4所示，結合具體實例進一步說明，遠端綜控平臺用計算機選用X86計算機，可編程MCU選用Mega單板機，全向測距傳感器型號為，一種可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備，由遠端綜控平臺和導航平臺組成，遠端綜控平臺包括X86計算機、無線模塊、串口模塊、WIFI模塊，WIFI模塊內置於X86計算機內，無線模塊與串口模塊雙向連接，串口模塊與計算機單向連接，導航平臺包括可編程Mega單板機、全向測距傳感器、電子指南針、RFID讀卡器、WIFI模塊、無線串口模塊、預留通訊模塊，所述可編程MCU為主控晶片，電子指南針、RFID讀卡器、預留通訊模塊與單片機通過I2C通訊，運動模塊與可編程MCU單向連接，全向測距傳感器與遠端綜控平臺的數據通過WIFI模塊直接上傳至遠端綜控平臺的計算機，可編程MCU通過串口轉無線通訊模塊與上傳至遠端綜控平臺的無線模塊。
[0012]全向測距傳感器可以檢測到障礙物距離尺寸，對不同尺寸、距離的障礙物，遠端綜控平臺進行不同的響應措施，正前方出現障礙物時可以重新規劃路徑繞過障礙物；當附近出現障礙物時可以修正規劃路徑，避免與障礙物產生擦碰；還可以生成室內虛擬地圖，並以此進行導航，通過以下步驟完成，
(1)遠端綜控平臺開機、軟體初始化、下達指令；
(2)接收指令並判斷是否是前進指令，是，導航平臺前進，否，待命；
(3)導航平臺的RFID讀卡器搜索地標並判斷是否搜索到預設地標，是，準備轉彎，否，進行全向測距；
(4)導航平臺的電子指南針感應導航平臺的角度並判斷是否已旋轉預設角度，是，進行全向測距，否，感應導航平臺繼續旋轉；
(5)導航平臺的全向測距傳感器全向測距並判斷是否偏離預設虛擬軌跡，否，感應導航平臺進行修正，是，存儲行進路線記錄，導航平臺繼續前進；
(6)重複(3)、(4)、(5)步驟，直到目的地。
[0013]無需在工作現場鋪設軌道，該自主偵測導航設備可以設定行進模式或者目的地位置，依據虛擬地圖自動規劃最優路逕到達目的地。
【權利要求】
1.一種可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備，由遠端綜控平臺和導航平臺組成，其特徵在於:遠端綜控平臺包括計算機、無線模塊、串口模塊、WIFI模塊，WIFI模塊內置於計算機內，無線模塊與串口模塊雙向連接，串口模塊與計算機單向連接，導航平臺包括可編程MCU、全向測距傳感器、電子指南針、RFID讀卡器、WIFI模塊、無線串口模塊、預留通訊模塊，所述可編程MCU為主控晶片，電子指南針、RFID讀卡器、預留通訊模塊與單片機通過I2C通訊，運動模塊與可編程MCU單向連接，全向測距傳感器與遠端綜控平臺的數據通過WIFI模塊直接上傳至遠端綜控平臺的計算機，可編程MCU通過串口轉無線通訊模塊上傳至遠端綜控平臺的無線模塊。
2.如權利要求1所述的可遠程監控的全向測距室內自主偵測導航設備，其特徵在於:數據流走向為導航平臺採集新環境信息、經初步處理後的新環境信息送遠端綜控平臺、處理後嚮導航平臺發送運動指令、導航平臺接收指令並執行，通過以下步驟完成， (1)遠端綜控平臺開機、軟體初始化、下達指令； (2)接收指令並判斷是否是前進指令，是，導航平臺前進，否，待命； (3)導航平臺的RFID讀卡器搜索地標並判斷是否搜索到預設地標，是，準備轉彎，否，進行全向測距； (4)導航平臺的電子指南針感應導航平臺的角度並判斷是否已旋轉預設角度，是，進行全向測距，否，感應導航平臺繼續旋轉； (5)導航平臺的全向測距傳感器全向測距並判斷是否偏離預設虛擬軌跡，否，感應導航平臺進行修正，是，存儲行進路線記錄，導航平臺繼續前進； (6)重複(3)、(4)、(5)步驟，直到目的地。
【文檔編號】G01C21/00GK104390642SQ201410666247
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】史屹君, 劉洋, 劉文皓, 袁強, 孫成文 申請人:天津市中環電子計算機有限公司