一种agv室内光通讯定位装置的制作方法

本实用新型属于agv定位技术领域，尤其涉及一种agv室内光通讯定位装置。

背景技术：

室内定位在一些特定场合的实用性和必要性已经日趋显著，以下介绍几种常用的室内定位技术：

1、超声波技术

超声波定位目前大多数采用反射式测距法。系统由一个主测距器和若干个电子标签组成，主测距器可放置于移动机器人本体上，各个电子标签放置于室内空间的固定位置。定位过程如下：先由上位机发送同频率的信号给各个电子标签，电子标签接收到后又反射传输给主测距器，从而可以确定各个电子标签到主测距器之间的距离，并得到定位坐标。该技术采用全局定位，可在移动机器人身上4个朝向安装4个超声波传感器，将待定位空间分区，由超声波传感器测距形成坐标，总体把握数据，抗干扰性强，精度高，而且可以解决机器人迷路问题，然而超声波定位距离短。

2、红外线技术

红外线是一种波长间于无线电波和可见光波之间的电磁波。典型的红外线室内定位系统activebadges使待测物体附上一个电子标识，该标识通过红外发射机向室内固定放置的红外接收机周期发送该待测物唯一id，接收机再通过有线网络将数据传输给数据库。这个定位技术功耗较大且常常会受到室内墙体或物体的阻隔，实用性较低。

3、超宽带技术(uwb)

超宽带技术是近年来新兴的一项无线技术，目前，包括美国，日本，加拿大等在内的国家都在研究这项技术，在无线室内定位领域具有良好的前景。uwb技术是一种传输速率高(最高可达1000mbps以上)，发射功率较低，穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术，无载波。正是这些优点，使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。

4、射频识别技术(fid)

射频识别(rfid)技术是一种操控简易，适用于自动控制领域的技术，它利用了电感和电磁耦合或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。射频(rf)是具有一定波长的电磁波，它的频率描述为：khz、mhz、ghz，范围从低频到微波不一。

5、可见光无线通信技术

可见光无线通信又称“光保真技术”，简称li-fi

li-fi实现数据传输的基本原理是利用光的明暗来编码消息的，使用高亮度发光二极管(led)构成光通信传感器，当led亮了就表示1，灭了就表示0。只要在led灯中增加一个微芯片，可以控制led灯每秒数百次的闪烁，由于频率太快，人眼根本不会不会察觉到，但是光敏传感器可以接受到这些变化。就这样二进制数据就被快速的编码成光信号并进行传输。并且传输数据不是一个简单的数据流，可以同一时间并行传输几千数据流，使传输速度更快。

如图4所示，给出了各种定位技术的定位精度和实施难度的对比示意图。

目前的可见光无线通信技术由于其光通信传感器的光散射问题，其信号覆盖面积过小，在agv的行进道路上需要部署很多光传感器才能实现完全覆盖，成本很高，而且数据传输量比较大，识别流程繁琐。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种agv室内光通讯定位装置，解决了光通信传感器的覆盖面积小的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种agv室内光通讯定位装置，包括基座、led灯组、线路板和散射罩，基座包括顶部盒、第一圆筒、第二圆筒和第三圆筒，顶部盒的下表面从左至右依次间隔设有三个开窗，第一圆筒透过最右侧的开窗，第二圆筒透过中间的开窗，第三圆筒透过最左侧的开窗；

第二圆筒的中心轴线垂直于顶部盒的下表面，第一圆筒的中心轴线相对于第二圆筒的中心轴线向右偏移30度，第三圆筒的中心轴线相对于第二圆筒的中心轴线向左偏移30度；

led灯组包括第一led灯、第二led灯和第三led灯，第一圆筒内、第二圆筒内和第三圆筒内分别设有第一led灯、第二led灯和第三led灯；

顶部盒内设有线路板，第一led灯、第二led灯和第三led灯分别通过各自的管脚焊接在线路板上；

散射罩设于顶部盒的下侧，用于罩住第一led灯、第二led灯和第三led灯。

优选的，所述线路板上设有led灯pwm驱动器、主控芯片和外部接口，外部接口连接主控芯片的一组io口，主控芯片通过io口与led灯pwm驱动器连接，led灯pwm驱动器用于驱动所述第一led灯、所述第二led灯和所述第三led灯。

优选的，所述外部接口包括数据输入接口和数据输出接口，数据输入接口和数据输出接口均为由8个io口构成的并行数据接口。

优选的，所述散射罩为梯形，梯形的上底边与腰之间的夹角为150度，梯形的上底边和两个腰均为凹透镜。

本实用新型所述的一种agv室内光通讯定位装置，解决了光通信传感器的覆盖面积小的技术问题，本实用新型采用三个led灯以不同的角度发射光信号，并通过散射罩进一步扩大光信号的覆盖面积，极大的增加了光通信传感器的覆盖面积，减小了实际应用时光通信传感器的需求量，简化了安装工作以及后期的识别工作，本实用新型综合了光通讯必须面对面传递信息的特性，对光通讯传感器进行了针对性改造，使其光通讯不仅能传递信息，而且可以通过光通讯间的区域叠加来区分agv所在区域。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的基座的结构示意图；

图3是本实用新型的安装示意图；

图4是本实用新型的背景技术中各种定位技术的定位精度和实施难度的对比示意图；

图中：顶部盒1、第一圆筒2、第二圆筒3、第三圆筒4、散射罩5、第一led灯6、第二led灯7、第三led灯8、线路板9、光通讯传感器10、agv小车11、叠加区域12、覆盖范围13。

具体实施方式

如图1-图3所示的一种agv室内光通讯定位装置，包括基座14、led灯组、线路板9和散射罩5，基座14包括顶部盒1、第一圆筒2、第二圆筒3和第三圆筒4，顶部盒1的下表面从左至右依次间隔设有三个开窗，第一圆筒2穿透最右侧的开窗，第二圆筒3穿透中间的开窗，第三圆筒4穿透最左侧的开窗；

第二圆筒3的中心轴线垂直于顶部盒1的下表面，第一圆筒2的中心轴线相对于第二圆筒3的中心轴线向右偏移30度，第三圆筒4的中心轴线相对于第二圆筒3的中心轴线向左偏移30度；

led灯组包括第一led灯6、第二led灯7和第三led灯8，第一圆筒2内、第二圆筒3内和第三圆筒4内分别设有第一led灯6、第二led灯7和第三led灯8；

顶部盒1内设有线路板9，第一led灯6、第二led灯7和第三led灯8分别通过各自的管脚焊接在线路板9上；

散射罩5设于顶部盒1的下侧，用于罩住第一led灯6、第二led灯7和第三led灯8。

优选的，所述线路板9上设有led灯pwm驱动器、主控芯片和外部接口，外部接口连接主控芯片的一组io口，主控芯片通过io口与led灯pwm驱动器连接，led灯pwm驱动器用于驱动所述第一led灯6、所述第二led灯7和所述第三led灯8。

优选的，所述外部接口包括数据输入接口和数据输出接口，数据输入接口和数据输出接口均为由8个io口构成的并行数据接口。

优选的，所述散射罩5为梯形，梯形的上底边与腰之间的夹角为150度，梯形的上底边和两个腰均为凹透镜。

常规的光通讯传感器是单孔出光，光的散射角为30°，散射距离为3000mm时，散射面为1523mm，实际受限agv的车高，实际接收面不到一米五，常规的光通讯传感器的过小的接收面并不能作为定位传感器；

本实施例将光通讯传感器内部分接三个同样的led灯，在led灯的外围添加一个梯形的小型玻璃块凹透镜，能够通过反射，将led灯的反射面扩大，经过实际测试，原来5米高可以覆盖地面一米五的区域，通过本实施例提供的结构后，可以实现单个光通讯传感器三米高可以覆盖距离约在13米。

在本实施例中，三个led灯之间的夹角为30°，每一个led灯的光线分别垂直角入射进入玻璃块，即，第一led灯6的光线垂直射入梯形散射罩5的右边的腰部的凹透镜，第二led灯7光线垂直射入梯形散射罩5的上底部的凹透镜梯形的上底为较短的底边，第三led灯8光线垂直射入梯形散射罩5的左边的腰部的凹透镜，本实施例中凹透镜的折射率为1.5，光的散射角度为30°，即单边入射角为15度：arcsin(sin15°×1.5)＝22.95°；

在实际高度为5米时，最大出射光线角度为53°30+23，最大散射面为：tan(53)×5＝6.6米，双向为13.2米。

本实施例设有第一圆筒2、第二圆筒3和第三圆筒4作为led灯的固定圆筒，在加工时，只要将led灯插入对应的圆筒中，即可保证led灯的角度，极大的方便了加工流程。

通常，agv小车调度系统会根据agv小车返回的数据，实时反馈其所在位置，但因为agv小车反馈的信息只能包含地标点，所以并不能准确的反馈具体区域，比如agv小车过了某一个定位点a点，但是并不能知道在a点之后的哪条线，只能等待下一次反馈信息。

本实施例在应用时，在agv小车11的行进路线上部署多个光通讯传感器10，即本实用新型所述的一种agv室内光通讯定位装置，由于本实施例中的光通讯传感器的覆盖范围13很大，很容易造成相邻两个所述一种agv室内光通讯定位装置之间的覆盖范围存在叠加区域12，用户在实际应用时，可以根据自身的需求，通过该叠加来区分agv小车所在区域，极大的提高了agb小车的定位精度和定位速度。

本实用新型在通信时采用两组8个io口构成的并行数据接口，一组用来发送数据，一组用来接收数据，其数据编码可以做到256种表达方式，当主控芯片接收到外部设备发送过来的编码后，根据编码生成pwm信号，并通过pwm信号控制led灯pwm驱动器，从而控制led灯进行明暗交替的闪烁，进而实现数据转化成灯光的通信。

本实施例中，led灯pwm驱动器的型号采用lds8641，主控芯片的型号采用at89c51，lds8641的控制程序为现有技术，故不详细叙述；at89c51将输入的io口编码转化成pwm信号的程序也为现有技术，故不详细叙述。

本实用新型所述的一种agv室内光通讯定位装置，解决了光通信传感器的覆盖面积小的技术问题，本实用新型采用三个led灯以不同的角度发射光信号，并通过散射罩5进一步扩大光信号的覆盖面积，极大的增加了光通信传感器的覆盖面积，减小了实际应用时光通信传感器的需求量，简化了安装工作以及后期的识别工作，本实用新型综合了光通讯必须面对面传递信息的特性，对光通讯传感器进行了针对性改造，使其光通讯的不仅能传递信息，而且可以通过光通讯间的区域叠加来区分agv所在区域，本实用新型可以适用与复杂的工厂环境，无论现场声噪干扰或者谐波有多严重，都不会造成影响，通过光波避开了电波在传递上的缺陷；且成本不高，适合做推广。