自动导航系统及具有该自动导航系统的导航车的制作方法

本实用新型涉及一种自动导航系统及具有该自动导航系统的导航车。

背景技术：

目前，磁导航的自动导航系统一般采用磁传感器或无线射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)传感器来做站点管理，以得到车体的位置信息。磁传感器做站点管理时需要在相应站点通过磁条方式或磁钉方式构成磁站点编码，施工量大并且识别不够稳定。而RFID传感器来做站点管理时需要在相应站点布设RFID标签，RFID标签识别易被环境中的金属物体干扰，同时RFID标签容易损坏，使得站点识别的鲁棒性不高。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够方便、稳定的对车体进行站点管理的自动导航系统及具有该自动导航系统的导航车。

一种自动导航系统，用于对车体的运动进行导航，包括：

标记物，所述标记物为多个，多个所述标记物依次布设于所述车体的运动路径上，多个所述标记物的形状不同；

相机，安装于所述车体上，所述相机能够识别所述标记物的形状；

控制器，安装于所述车体上，所述控制器与所述相机通信连接，所述控制器能够计算得到所述车体的位姿信息，并控制所述车体的运动姿态调整。

在其中一个实施例中，所述控制器包括存储单元、运算单元及控制单元，所述存储单元用于存储多个所述标记物的位姿信息，所述运算单元与所述相机及所述存储单元相连接，所述运算单元用于计算得到所述车体的位姿信息，所述控制单元与所述运算单元相连接，所述控制单元用于对所述车体的运动姿态进行调整。

在其中一个实施例中，所述相机为双目相机或单目相机。

在其中一个实施例中，还包括导航磁条及磁导航传感器，所述导航磁条设于所述车体的运行路径上，所述磁导航传感器安装于所述车体上，且与所述控制器通信连接，所述磁导航传感器能够识别所述导航磁条，以使所述控制器控制所述车体沿所述导航磁条的铺设路径运动。

在其中一个实施例中，所述磁导航传感器设于所述车体中部，且位于所述车体的前端。

在其中一个实施例中，还包括站点停止磁条及站点传感器，所述站点停止磁条设于所述车体的运行路径上，所述站点传感器安装于所述车体上，且与所述控制器通信连接，所述站点传感器能够感应所述站点停止磁条。

一种导航车，包括：

能够在车道上运动的车体；及

上述自动导航系统，所述相机及所述控制器均安装于所述车体上。

在其中一个实施例中，还包括动力驱动组件，所述动力驱动组件设于所述车体上，且与所述控制器通信连接，所述动力驱动组件驱动所述车体改变运动姿态。

在其中一个实施例中，所述动力驱动组件包括转向电机及行走电机，所述转向电机能够调整所述车体的行走方向，所述行走电机能够调整所述车体的行走速度。

上述自动导航系统中设置有标记物，在车体带动相机运动的过程中，相机能够识别标记物，进而得到车体的位姿信息，从而实现车体的快速站点管理。由于标记物的设置方便简单，其对铺设环境没有很严格的要求，从而能够有效避免常规自动导航系统中通过磁条编码的方式进行站点管理所带来的工作量繁重的缺陷。同时，与磁传感器识别编码磁条的方式相比，标记物更容易被相机所识别，保证了相机的特征识别稳定性，使得自动导航系统的站点管理方便、稳定。

进一步的，通过相机对标记物进行检测，运算单元能够得到车体的位姿信息，进而使控制单元驱动动力驱动组件对车体的位姿进行精细调整。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的导航车结构示意图；

图2为图1中所示导航车中控制器与动力驱动组件的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型一实施例的导航车10包括车体100及自动导航系统200。其中，车体100能够在车道上运动。自动导航系统200能够对车体100的站点信息进行管理，并对车体100的运动姿态进行调整。

自动导航系统200包括标记物210、相机220及控制器230。标记物210设于车体100的运行路径上。相机220安装于车体100上。相机220能够识别标记物210的形状。控制器230安装于车体100上。控制器230与相机220通过电连接线连接。

具体的，标记物210为多个。多个标记物210布设于车体100的运动路径上，且多个标记物210的形状不同。标记物210可以设于天花板、地面或与地面成一定角度的侧壁上，以便于相机220进行检测识别。控制器230能够根据相机220检测到的标记物210的信息得到车体100的位姿信息，并控制调整车体100的运动姿态。其中，车体100的位姿信息包括车体100在运动路径上的全局位置信息及车体100的偏转角度信息。

上述自动导航系统200通过设置标记物210，并在车体100带动相机220运动的过程中，使相机220识别标记物210，进而得到车体100的位姿信息，从而实现车体100的快速站点管理。

另外，由于标记物210的设置方便简单，其对铺设环境没有很严格的要求，从而能够有效避免常规自动导航系统200中通过磁条编码的方式进行站点管理所带来的工作量繁重的问题。同时，与磁传感器识别编码磁条的方式相比，标记物210更容易被相机220所识别，保证了相机220的特征识别稳定性，使得自动导航系统200对车体100的站点管理方便、稳定。

结合图1及图2所示，具体在本实施例中，控制器230包括存储单元231、运算单元232及控制单元233。存储单元231存储有多个标记物210的位姿信息。其中，标记物210的位姿信息包括标记物210所处位置的全局位置信息及标记物210在三维空间内的偏转姿态信息。运算单元232与相机220及存储单元231相连接，其能够对相机220检测到的标记物210信息进行分析运算，以得到车体100的位姿信息。控制单元233与运算单元232相连接，其能够根据运算单元232计算得到的车体100的位姿信息对车体100的运动姿态进行调整。

其中，运算单元232能够调取存储单元231所存储的标记物210的全局位置信息，并与相机220所检测到的标记物210进行匹配，以得到车体100在运行路径的全局位置信息。运算单元232还能够根据存储单元231存储的标记物210的偏转姿态信息、相机220所检测到的标记物210的偏转姿态信息及相机坐标系与机械坐标系的转换关系信息，计算得到车体100在三维空间内的偏转姿态信息。控制单元233与运算单元232相连接。控制单元233根据运算单元232计算得到的车体100位姿信息，对车体100的运动姿态进行调整。控制器230能够通过标记物210计算得到车体100的位姿信息，并以此对车体100进行精细的位姿控制与调整。

具体在本实施例中，相机220为双目相机。此时，相机220能够检测到标记物210在三维空间内各方向上的偏转姿态信息，以便于得到车体100在三维空间内的偏转姿态信息。在其他实施例中，相机220还可以为单目相机。此时，相机220能够检测标记物210在二维平面内的偏转姿态信息。

具体在本实施例中，自动导航系统200还包括导航磁条(未示出)及磁导航传感器240。导航磁条设于车体100的运行路径上。磁导航传感器240安装于车体100上，且与控制器230通过电连接线连接。磁导航传感器240能够识别导航磁条，以使控制器230控制车体100沿导航磁条的铺设路径运动。具体的，磁导航传感器240设于车体100中部，且位于车体100的前端，以便较为容易的感应到导航磁条，从而使控制器230通过控制车体100以导航磁条为中心线运动。

通过设置导航磁条与磁导航传感器240，可以对车体100的行走方向进行整体的调整，而通过标记物210与相机的配合，实现车体100行走位姿的精细调整。

需要指出的是，在其他实施例中，导航磁条及磁导航传感器240均可以省略。此时，仅通过相机220对标记物210进行检测，即可使控制器230通过动力驱动组件500驱动车体100沿标记物210的铺设路径运动，实现对车体100行走位姿的全面调整。

在本实施例中，自动导航系统200还包括站点停止磁条(未示出)及站点传感器250。站点停止磁条设于车体100的运行路径上。站点传感器250安装于车体100上，且与控制器230通信连接。站点传感器250能够感应站点停止磁条，以使控制器230控制车体100停止运动。

需要指出的是，在其他实施例中，站点停止磁条及站点传感器250均可以省略。此时，站点停止磁条的站点停止指示作用可以被标记物210所替代。当相机220识别到具有停止指示作用的标记物210时，控制器230能够控制车体100停止。

另外，在其他实施例中，控制器230与相机220之间、控制器230与磁站点传感器250之间、控制器230与磁导航传感器240之间还可以通过无线信号进行数据传输。

具体在本实施例中，导航车10还包括动力驱动组件300。动力驱动组件300设于车体100上，其与控制器230通过电连接线连接。控制器230通过动力驱动组件300以对车体100的运动姿态进行控制调整。

具体的，动力驱动组件300包括转向电机310及行走电机320。当运算单元232计算得到车体100偏离车道的中心线时，控制单元233能够控制转向电机310驱动车体100的行走方向改变。控制单元233能够通过行走电机320驱动车体100的行走或停止。

上述自动导航系统200中设置有标记物210，在车体100带动相机220运动的过程中，相机220能够识别标记物210，进而得到车体100的位姿信息，从而实现快速站点管理。由于标记物210的设置方便简单，其对铺设环境没有很严格的要求，从而能够有效避免常规自动导航系统200中通过磁条编码的方式进行站点管理所带来的工作量繁重的缺陷。同时，与磁传感器识别编码磁条的方式相比，标记物210更容易被相机220所识别，保证了相机220的特征识别稳定性，使得自动导航系统200对车体100的站点管理方便、稳定。

进一步的，通过相机220对标记物210进行检测，运算单元232可以得到车体100的位姿信息，进而使控制单元233驱动动力驱动组件300对车体100的位姿进行精细调整。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。