一种基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种定位系统，具体涉及一种基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，机器人技术得到了迅猛的发展和应用，对于地面移动机器人，在技术水平上得到了显著的提高，在应用程度上也得到了人们高度的重视，当人们利用移动物体代替人们去一些特殊场所或执行一些工作时，通常需要对移动机器人进行定位。然而，在现有技术中的移动机器人定位是通过设置在移动机器人上的传感器感知环境和自身状态进而实现定位功能，存在无法进行快速准确的定位的缺点，并且在一些特殊环境下，如地下停车场、隧道、山洞中等，无法满足定位要求，基本属于失效状态，因此，移动机器人在一些特殊环境中执行工作时，定位就成为了一个必须解决的难点问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统，以解决现有技术中移动机器人定位不及时准确以及特殊场所失效的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统，其包括用以对移动机器人进行实时定位的定位单元以及用于为定位单元提供电源电压的供电单元，供电单元与位于定位系统外的供电接口连接，定位单元包括处理模块和用于对移动机器人的定位点进行实时检测的检测模块，处理模块分别与检测模块和位于定位系统外的通信接口连接，检测模块包括惯性测量单元和用于扫描移动机器人与其四周各个物品之间的间隔距离的二维激光测距传感器。
[0005]进一步地，惯性测量单元包括用于测量移动机器人的转动角度的三轴陀螺仪和用于测量移动机器人的运动加速度的三轴加速度计。
[0006]进一步地，处理模块包括数据处理单元和用于为数据处理单元与定位系统进行通信的数据传输单元。
[0007]优选为，数据传输单元包括第一信号端和第二信号端，第一信号端与数据处理单元连接，第二信号端与通信接口连接。
[0008]本实用新型的有益效果为:该基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统的检测模块包括惯性测量单元和二维激光测距传感器，并且惯性测量单元和二维激光测距传感器可相互校正误差，在惯性测量单元和二维激光测距传感器的相互配合下可实现对移动机器人的快速准确定位，并且该基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统在一些特殊环境中也能够很好地对移动机器人进行定位。
【附图说明】
[0009]图1为一种基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0010]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一种实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0011]为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
[0012]如图1所示，该基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统包括定位单元，用以对移动机器人进行实时准确定位；以及供电单元，用于为移动机器人提供符合其所需电源电压;供电单元与位于定位系统外的供电接口连接，在具体实施中，当机器人代替人类去一些特殊场所或执行一些工作时，可对其进行快速准确的定位。
[0013]该基于激光与惯性测量单元的定位系统的定位单元包括检测模块，用于对移动中的物体的定位点进行实时检测；以及处理模块，用于接收检测模块采集的信号并对信号进行处理和传输;处理模块分别与检测模块和位于定位系统外的通信接口连接，可用于处理模块和定位系统外部之间的数据通信。
[0014]检测模块包括惯性测量单元和用于扫描移动机器人与其四周各个物品之间的间隔距离的二维激光测距传感器，惯性测量单元包括三轴陀螺仪，用于测量移动机器人的转动角度；以及三轴加速度计，用于测量移动机器人的运动加速度。
[0015]在具体实施中，在惯性测量单元和二维激光测距传感器均能够独立工作，在惯性测量单元和二维激光测距传感器的相互配合下，可相互校正误差，实现对移动机器人的定位功能，并且在地下停车场、隧道和山洞的环境中也能够很好地对移动机器人进行定位。
[0016]处理模块包括数据处理单元和为数据处理单元与定位系统进行通信的数据传输单元，在具体实施中，数据传输单元接收数据处理单元处理后的信号并将信号传输至定位系统外。数据传输单元包括第一信号端和第二信号端，且第一信号端和第二信号端均能实现双向输入输出功能，第一信号端与数据处理单元连接，可用于数据处理单元与系统外部之间的通信;第二信号端与通信接口连接，可用于输出系统的定位信息和输入系统外部的指令。
[0017]在具体实施中，数据处理单元负责对惯性测量单元以及二维激光测距传感器采集的数据进行处理并将处理后的数据送至数据传输单元，同时接收由数据传输单元传输的外部控制命令;数据传输单元负责将从数据处理单元中接收到的信号传输至定位系统外的通信接口和接收来自系统外部的控制命令。
[0018]该基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统的供电接口分别与外部电源和供电单元的电源输入端连接，在具体实施中，供电单元接连供电接口通过将外部电源转换后分别为二维激光测距传感器、惯性测量单元、数据处理单元和数据传输单元供电，为体统提供了稳定的电源，保证了系统的正常工作。
[0019]综上所述，该基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统在惯性测量单元和二维激光测距传感器的相互配合下，可实现对搭载有此定位系统的移动机器人的定位功能，并且在一些特殊环境中也能够很好地对移动机器人进行定位。
[0020]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将使显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制与本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统，其特征在于:包括用以对移动机器人进行实时定位的定位单元以及用于为所述定位单元提供电源电压的供电单元，所述供电单元与位于定位系统外的供电接口连接； 所述定位单元包括处理模块和用于对移动机器人的定位点进行实时检测的检测模块，所述处理模块分别与所述检测模块和位于定位系统外的通信接口连接;所述检测模块包括惯性测量单元和用于扫描移动机器人与其四周各个物品之间的间隔距离的二维激光测距传感器。2.根据权利要求1所述的基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统，其特征在于:所述惯性测量单元包括用于测量移动机器人的转动角度的三轴陀螺仪和用于测量移动机器人的运动加速度的三轴加速度计。3.根据权利要求1所述的基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统，其特征在于:所述处理模块包括数据处理单元和用于为所述数据处理单元与所述定位系统进行通信的数据传输单元。4.根据权利要求3所述的基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统，其特征在于:所述数据传输单元包括第一信号端和第二信号端;所述第一信号端与所述数据处理单元连接，所述第二信号端与所述通信接口连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统，其包括用以对移动机器人进行实时定位的定位单元以及供电单元，供电单元与位于定位系统外的供电接口连接。定位单元包括处理模块和用于对移动机器人的定位点进行实时检测的检测模块，处理模块分别与检测模块和位于定位系统外的通信接口连接，检测模块包括惯性测量单元和用于扫描移动机器人与其四周各个物品之间的间隔距离的二维激光测距传感器。该基于激光与惯性测量单元的移动机器人定位系统在惯性测量单元和二维激光测距传感器的相互配合下，可实现对搭载有此定位系统的移动机器人的快速准确定位，并且在一些特殊环境中也能够很好地对移动机器人进行定位。
【IPC分类】G01C21/18
【公开号】CN205175416
【申请号】CN201520986901
【发明人】史思总, 张华 , 肖宇峰, 楚红雨, 李志雄, 王坤朋, 张静, 刘满禄, 霍建文
【申请人】西南科技大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月3日