室内地图测绘系统的制作方法

本发明涉及地图测绘领域，特别涉及一种室内地图测绘系统。

背景技术：

随着生活质量的提高，扫地机器人大量应用，通过超声波与碰撞感应，自动走遍室内位置，并在房间之间穿行，按照行为规则设定，其运动轨迹可充分勾勒出房间轮廓及结构等。当前主要室内定位方式有：手机基站定位、辅助gps(a-gps)、伪卫星(pseudolite)、无线局域网(wifi)、射频标签(rfid)、超宽带无线电(ultrawideband)、超声波定位等。以上述各种室内定位技术为手段进行室内地图绘制。然而，传统室内地图测绘系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统室内地图测绘系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的室内地图测绘系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种室内地图测绘系统，包括定位服务器、设置于房间内的扫地机器人和设置于房间内的多个控制点，所述扫地机器人内设有定位模块、微处理器、无线通信模块和电源模块，所述微处理器分别与所述定位模块和电源模块连接，所述微处理器通过所述无线通信模块与所述定位服务器连接，所述扫地机器人上安装有摄像头，所述摄像头与所述微处理器连接，所述定位服务器根据所述定位模块和控制点获得所述扫地机器人的位置信息，所述扫地机器人按照规则在房间内移动，所述定位服务器在所述扫地机器人移动过程中，不断获取其位置信息以形成所述扫地机器人的运动轨迹，所述摄像头在所述扫地机器人移动过程中动态拍摄房间内的照片，定位服务器将所述扫地机器人的运动轨迹及定位照片合成导入gis(geographicinformationsystem，地理信息系统)中，生成房间的室内地图；

所述电源模块包括第一变压器、整流桥、第一电阻、第二电阻、第一电容、第一三极管、第四电阻、第二电容、第三电阻、第二变压器、第一二极管、第三电容和电压输出端，所述第一变压器的初级线圈的一端连接220v交流电的一端，所述第一变压器的初级线圈另一端与所述220v交流电的另一端连接，所述第一变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个输入端连接，所述整流桥的另一个输入端与所述第一变压器的次级线圈的另一端连接，所述整流桥的一个输入端分别与所述第一电阻的一端、第二电阻的一端、第一电容的一端和第二变压器的第一初级线圈的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一三极管的基极、第四电阻的一端、第二电容的一端和第三电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第二电容的另一端、第三电阻的另一端和第二变压器的第二初级线圈的一端连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二电阻的另一端、第一电容的另一端和第二变压器的第一初级线圈的另一端连接，所述第一三极管的发射极分别与所述整流桥的另一个输出端和第二变压器的第二初级线圈的另一端连接，所述第二变压器的次级线圈的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第三电容的一端和电压输出端的一端连接，所述第二变压器的次级线圈的另一端分别与所述第三电容的另一端和电压输出端的另一端连接，所述第四电阻的阻值为43kω。

在本发明所述的室内地图测绘系统中，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第一电阻的另一端连接，所述第二二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接，所述第二二极管的型号为s-202t。

在本发明所述的室内地图测绘系统中，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第四电容的另一端与所述第二变压器的第一初级线圈的另一端连接，所述第四电容的电容值为420pf。

在本发明所述的室内地图测绘系统中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第五电阻的另一端与所述第二变压器的第二初级线圈的另一端连接，所述第五电阻的阻值为43kω。

在本发明所述的室内地图测绘系统中，所述第一三极管为npn型三极管。

实施本发明的室内地图测绘系统，具有以下有益效果：由于设有定位服务器、扫地机器人和多个控制点，扫地机器人内设有定位模块、微处理器、无线通信模块和电源模块；电源模块包括第一变压器、整流桥、第一电阻、第二电阻、第一电容、第一三极管、第四电阻、第二电容、第三电阻、第二变压器、第一二极管、第三电容和电压输出端，该电源模块与传统室内地图测绘系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第四电阻用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明室内地图测绘系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明室内地图测绘系统实施例中，该室内地图测绘系统的结构示意图如图1所示。图1中，该室内地图测绘系统包括包括定位服务器1、设置于房间内的扫地机器人2和设置于房间内的多个控制点3，扫地机器人2内设有定位模块21、微处理器22、无线通信模块23和电源模块24，微处理器22分别与定位模块21和电源模块24连接，微处理器22通过无线通信模块23与定位服务器1连接，扫地机器人2上安装有摄像头25，摄像头25与微处理器22连接，定位服务器1根据定位模块21和控制点3获得扫地机器人2的位置信息，扫地机器人2按照规则在房间内移动，定位服务器1在扫地机器人2移动过程中，不断获取其位置信息以形成扫地机器人2的运动轨迹，摄像头25在扫地机器人2移动过程中动态拍摄房间内的照片，定位服务器1将扫地机器人2的运动轨迹及定位照片合成导入gis中，生成房间的室内地图。

具体而言，控制点3为定位扫地机器人2提供参照。定位模块21、控制点3和定位服务器1组成室内定位系统，该室内定位系统动态获取扫地机器人2的运动轨迹数据：定位模块21、控制点3和定位服务器1三者之间通过发送-接受信号并根据三角定位原理，动态获取定位模块21的空间坐标。

扫地机器人2按照移动规则在房间内移动。其中：移动规则提前内置到扫地机器人2中，能够根据所处位置和房间的结构特征，制定行走计划，如反复行走、沿边行走、集中行走、随机行走、直线行走等。例如，移动规则为沿边行走时，扫地机器人2则沿着房间的墙壁行走；移动规则为直线行走时，如果扫地机器人2在行走过程中发生碰撞，则可能是房间内的桌子、柜子等，再与摄像头25进行配合。

定位服务器1用于在扫地机器人2移动过程中，不断获取其位置信息以形成扫地机器人2的运动轨迹：定位服务器1通过与定位模块21、控制点3之间的信号交互计算，获取扫地机器人2的位置信息，并根据位置信息形成扫地机器人2的运动轨迹。

摄像头25用于在扫地机器人2移动过程中，动态拍摄房间内的照片。摄像头25为具有可升降、旋转功能的摄像机。摄像头25用于在扫地机器人2在房间内移动过程中，动态拍摄房间内的照片，记录其时空坐标，并将上述数据发送给定位服务器1。

定位服务器1还用于将扫地机器人2的运动轨迹及定位照片合成导入gis中，生成房间的室内地图。具体而言：定位服务器1接收上述具有时空坐标的照片，并将运动轨迹以及具有时空坐标的照片导入gis，对扫地机器人2活动范围进行空间测度量算，获取房间的轮廓与内部结构，生成房间的室内地图。

无线通信模块23为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用lora模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块24包括第一变压器t1、整流桥z、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、第一三极管q1、第四电阻r4、第二电容c2、第三电阻r3、第二变压器t2、第一二极管d1、第三电容c3和电压输出端vo，其中，第一变压器t1的初级线圈的一端连接220v交流电的一端，第一变压器t1的初级线圈另一端与220v交流电的另一端连接，第一变压器t1的次级线圈的一端与整流桥z的一个输入端连接，整流桥z的另一个输入端与第一变压器t1的次级线圈的另一端连接，整流桥z的一个输入端分别与第一电阻r1的一端、第二电阻r2的一端、第一电容c1的一端和第二变压器t2的第一初级线圈的一端连接，第一电阻r1的另一端分别与第一三极管q1的基极、第四电阻r4的一端、第二电容c2的一端和第三电阻r3的一端连接，第四电阻r4的另一端分别与第二电容c2的另一端、第三电阻r3的另一端和第二变压器t2的第二初级线圈的一端连接，第一三极管q1的集电极分别与第二电阻r2的另一端、第一电容c1的另一端和第二变压器t2的第一初级线圈的另一端连接，第一三极管q1的发射极分别与整流桥z的另一个输出端和第二变压器t2的第二初级线圈的另一端连接，第二变压器t2的次级线圈的一端与第一二极管d1的阳极连接，第一二极管d1的阴极分别与第三电容c3的一端和电压输出端vo的一端连接，第二变压器t2的次级线圈的另一端分别与第三电容c3的另一端和电压输出端vo的另一端连接。

该电源模块24与传统室内地图测绘系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第四电阻r4为限流电阻，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第四电阻r4的阻值为43kω，当然，在实际应用中，第四电阻r4的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

220v交流市电经第一变压器w1降压、整流桥z整流后加在第二变压器t2的第一初级线圈①→②→第一三极管q1的集电极；另一路经第一电阻r1→第一三极管q1的基极，使第一三极管q1正偏导通，同时在第二变压器t2的第二初级线圈上产生的感应电压极性为③正④负，该电压经第二电容c2→第一三极管q1的基极，在上述电压的共同作用下，第一三极管q1迅速饱和。此刻，第二变压器t2中的磁通量ψ达到最大；磁通增量△ψ为零。这就是“电”生“磁”的过程。此后，磁场迅速消失。磁通变化量△ψ为最大，同时在各线圈中产生的感生电压极性反向。这又是“磁”生“电”的过程，此过程中在第一变压器t1的各线圈产生的感生电压极性为：①负②正；③负④正；⑤负⑥正。①负②正的感生电压极易击穿第一三极管q1，为防止第一三极管q1击穿，电路中加了第一电容c1和第二电阻r构成的削波抑制电路。③负④正反馈电压促使第一三极管q1的迅速反偏截止。

在第二变压器t2的第二初级线圈的③→第二电容c2//第三电阻r3→第一三极管q1的b--e发射结→④→③回路中，第二变压器t2的第二初级线圈的③～④绕组中产生的惑生电压极性不停地正向、反向、正向、反向……周而复始地变化着，从而导致第一三极管q1反复地工作在饱和，截止、饱和、截止……的开关状态下。⑤负⑥正的感生电压经第一二极管d1整流、第三电容c3滤波后供微处理器22工作时之用。

本实施例中，第一三极管q1为npn型三极管，当然，在实际应用中，第一三极管q1也可以为pnp型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块24还包括第二二极管d2，第二二极管d2的阳极与第一电阻r1的另一端连接，第二二极管d2的阴极与第一三极管q1的基极连接。值得一提的是，本实施例中，第二二极管d2的型号为s-202t，当然，在实际应用中，第二二极管d2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块24还包括第四电容c4，第四电容c4的一端与第一三极管q1的集电极连接，第四电容c4的另一端与第二变压器t2的第一初级线圈的另一端连接。第四电容c4为耦合电容，用于防止第一三极管q1与第二变压器t2之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容c4的电容值为420pf，当然，在实际应用中，第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块24还包括第五电阻r5，第五电阻r5的一端与第一三极管q1的发射极连接，第五电阻r5的另一端与第二变压器t2的第二初级线圈的另一端连接。值得一提的是，本实施例中，第五电阻r5的阻值为43kω，当然，在实际应用中，第五电阻r5的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电阻r5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该电源模块24与传统室内地图测绘系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块24中设有限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。