定位导航系统及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种定位导航系统，通过多个网络摄像头采集运载平台上的红外激光光源的信息，将该信息通过无线方式传送到服务器中，服务器对该信息处理分析后确定该运载平台的具体位置，再通过无线方式传送到运载平台中的主控板，主控板再结合RFID卡的信息，来控制电机驱动器驱动电机调整麦克纳姆全向轮的速度与转向。本发明还提供一种定位导航系统的控制方法，结合网络摄像头中带有红外线的视频流确定相应运载平台的位置，结合运载平台的自身姿态、RFID卡信息来确定运载平台的最佳运行路径。
【专利说明】定位导航系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人导航领域，具体涉及一种定位导航系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]移动机器人导航方式有电磁导航，惯性导航，激光导航，视觉导航等。一类是基于寻迹的导引模式，另一种是无轨迹式全局自主定位导航。目前国内的移动机器人大多是采用基于AGV的导航模式，它实现简单，但需要预先设定运动轨迹，在地面铺设磁条或其它导引线，无法适应环境未知和路径多变的场合。机器人视觉导航的技术现在也很广泛，视觉导航系统按照定位方式又分为全局定位系统和局部定位系统。全局视觉定位系统中视觉传感器与车体相独立，局部视觉定位系统中视觉传感器则是安装在车体上。一般的机器人全局视觉导航系统，不需要铺设引导线，并能同时控制多台移动机器人的运动，但它容易受到光线和外界物体的干扰，很难适应工厂中复杂的环境。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种定位导航系统，通过多个网络摄像头采集运载平台运行的整个环境中的红外线视频信息，将该视频信息通过无线方式传送到服务器中，服务器对该视频信息处理分析后确定该运载平台的具体位置，再通过无线方式传送到运载平台中的主控板，主控板再结合RFID卡的信息，来控制电机驱动器驱动电机调整麦克纳姆全向轮的速度与转向。本发明还提供一种定位导航系统的控制方法，结合网络摄像头中带有红外线的视频流确定相应运载平台的位置，结合运载平台的自身姿态、RFID卡信息来确定运载平台的最佳运行路径。
[0004]为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种定位导航系统，包括多个网络摄像头、服务器、RFID卡和运载平台，所述的多个网络摄像头均匀地分布在所述运载平台运动区域的上方，所述的网络摄像头、服务器及运载平台通过无线方式连接，所述的运载平台上设有红外激光光源、主控板、电机驱动器、电机及麦克纳姆全向轮，所述的主控板、电机驱动器、电机及麦克纳姆全向轮依次相连接。
[0006]作为上述方案的优选，所述的运载平台为多个。
[0007]作为上述方案的优选，所述的运载平台上还包设有MU传感器及编码器。
[0008]作为上述方案的优选，所述的运载平台上还设有倒车雷达。
[0009]作为上述方案的优选，每个运载平台上设有两个所述的红外激光光源，分别设置于所述的运载平台的前后端边缘处。
[0010]本发明提供的一种定位导航系统相比现有技术具有以下优点:
[0011]1、通过多个网络摄像头采集运载平台上的红外激光光源的信息，将该信息通过无线方式传送到服务器中，服务器对该信息处理分析后确定该运载平台的具体位置，再通过无线方式传送到运载平台中的主控板，主控板再结合RFID卡的信息，来控制电机驱动器驱动电机调整麦克纳姆全向轮的速度与转向。[0012]2、包含多个运载平台，可同时控制多个运载平台，使运载平台协同工作或单独工作不受干扰。
[0013]3、运载平台上还包设有MU传感器及编码器，能够准确地进行自定位。
[0014]4、运载平台上还设有倒车雷达，可以在运载平台行走的过程中有效避障。
[0015]5、一个运载平台上设有两个红外激光光源，使网络摄像头采集运载平台的位置信息更准确。
[0016]本发明还提供一种定位导航系统的控制方法，用于控制上述定位导航系统，步骤包括
[0017]将运载平台及网络摄像头进行编号，将其系统地存入服务器中，便于对其进行统
一管理;
[0018]提取有红外光的视频流，将网络摄像头采集的视频流传入服务器中，服务器将具有红外光的视频流提取出来；
[0019]确定运载平台的位置，服务器根据具有红外光的视频流确认相应运载平台的位置；
[0020]对运载平台进行路径规划，根据运载平台的位置及运载平台自身的姿态，再结合RFID卡的信息来确定运载平台的最优路径。
[0021]作为上述方案的优选，所述的确定运载平台的位置这一步骤中包括确定运载平台的相对位置及确定运载平台的绝对位置，
[0022]确定运载平台的相对位置，根据相应的红外光确定该运载平台在该视频流中的位置；
[0023]确定运载平台的绝对位置，根据运载平台的相对位置和该运载平台上摄像头的安装角度确定该运载平台在整个环境中的绝对位置。
[0024]作为上述方案的优选，所述的对运载平台进行路径规划这一步骤中还包括避障，根据运载平台的位置及运载平台自身的姿态，再结合RFID卡的信息，同时规避障碍物，从而来确定运载平台的最优路径。
[0025]本发明提供的一种定位导航系统的控制方法相比现有技术具有以下优点:
[0026]1、将运载平台及网络摄像头进行编号并系统地录入服务器中，根据网络摄像头采集的带有红外光的视频流确认相应的运载平台的位置，再结合该运载平台的姿态及RFID卡的信息来确定该运载平台的最优路径。
[0027]2、确定运载平台的位置这一步骤中包括确定运载平台的相对位置及确定运载平台的绝对位置，使运载平台的位置确定更加系统与细致，使确定运载平台的位置更准确、合理。
[0028]3、对运载平台进行路径规划这一步骤中还包括避障，使运载平台的路径规划得更合理，运行更顺畅。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本发明提供的定位导航系统的实施例一的结构框图；
[0031]图2为本发明提供的定位导航系统的实施例二的结构框图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本发明的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
[0033]如图1所示，本发明提供一种定位导航系统，包括多个网络摄像头、服务器、RFID卡和运载平台，所述的多个网络摄像头均匀地分布在所述运载平台运动区域的上方，所述的网络摄像头、服务器及运载平台通过无线局域网连接，所述的运载平台上设有红外激光光源、主控板、电机驱动器、电机及麦克纳姆全向轮，所述的主控板、电机驱动器、电机及麦克纳姆全向轮依次相连接；所述的运载平台上还包设有MU传感器、编码器及倒车雷达；每个运载平台上设有两个所述的红外激光光源，分别设置于所述的运载平台的前后端边缘处，所述的无线局域网可以是WIFI。
[0034]本发明提供的一种定位导航系统，通过均匀分布在运载平台运行区间上方的多个网络摄像头采集运载平台运行的整个环境中的红外线视频信息，将该信息通过无线局域网传送到服务器中，服务器对该视频信息处理分析后再通过无线局域网传送到运载平台中的主控板，从而主控板控制电机驱动器驱动电机调整麦克纳姆全向轮的速度与转向；运载平台上还包设有MU传感器及编码器，能够准确地进行自定位；运载平台上还设有倒车雷达，可以在运载平台行走的过程中有效避障；一个运载平台上设有两个红外激光光源，使网络摄像头采集运载平台的位置信息更准确。
[0035]本发明提供一种定位导航系统的工作原理为，首先将多个网络摄像头均匀地固定于运载平台运动区的上方，确保网络摄像头能够覆盖运载平台运动的工作区间。服务器安放在运载平台运动的工作区间内，此时运载平台开始运动，网络摄像头采集其视野范围内的视频流信息，并将该信息通过无线局域网传送到服务器，服务器将具有红外光的视频流提取出来并处理得到该运载平台的位置信息，再通过无线局域网将该位置信息传送到主控板上，同时IMU传感器、编码器会测出目前该运载平台自身的运动姿态并传送给主控板，倒车雷达测出的障碍物信息并传送到主控板，主控板综合考虑运载平台的位置信息、运动姿态及障碍物信息，再结合RFID卡上的信息来发出控制指令，从而控制电机驱动器驱动电机调整麦克纳姆全向轮的速度与转向，进而实现运载平台的自主避障、加减速、停车、转弯等。
[0036]优选地，如图2所示，所述的运载平台为多个。可同时控制多个运载平台，使运载平台协同工作或单独工作不受干扰。
[0037]包含多个运载平台与单个运载平台不同的是，多个网络摄像头采集多个运载平台的红外视频流信息，当多个网络摄像头向服务器传送多个运载平台的红外视频信息时，月艮务器会根据网络摄像头采集的不同运载平台上的红外视频信息对不同的运载平台作出位置判断并将各自的位置信息分别发送至相应的运载平台，从而控制不同的运载平台沿着相应的轨迹运动。[0038]本发明还提供一种定位导航系统的控制方法，用于控制上述定位导航系统，步骤包括:将运载平台及网络摄像头进行编号，将其系统地存入服务器中，便于对其进行统一管理；提取有红外光的视频流，将网络摄像头采集的视频流传入服务器中，服务器将具有红外光的视频流提取出来；确定运载平台的位置，服务器根据具有红外光的视频流确认相应运载平台的位置；对运载平台进行路径规划，根据运载平台的位置及运载平台自身的姿态，再结合RFID卡的信息来确定运载平台的最优路径。
[0039]本发明提供的一种定位导航系统的控制方法，将运载平台及网络摄像头进行编号并系统地录入服务器中，根据网络摄像头采集的带有红外光的视频流确认相应的运载平台的位置，再结合该运载平台的姿态及RFID卡的信息来确定该运载平台的最优路径。
[0040]优选地，所述的确定运载平台的位置这一步骤中包括确定运载平台的相对位置及确定运载平台的绝对位置，确定运载平台的相对位置，根据相应的红外光确定该运载平台在该视频流中的位置；确定运载平台的绝对位置，根据运载平台的相对位置和该运载平台上摄像头的安装角度确定该运载平台在整个环境中的绝对位置。确定运载平台的位置这一步骤中包括确定运载平台的相对位置及确定运载平台的绝对位置，使运载平台的位置确定更加系统与细致，使确定运载平台的位置更准确、合理。
[0041]优选地，所述的对运载平台进行路径规划这一步骤中还包括避障，根据运载平台的位置及运载平台自身的姿态，再结合RFID卡的信息，同时规避障碍物，从而来确定运载平台的最优路径。对运载平台进行路径规划这一步骤中还包括避障，使运载平台的路径规划得更合理，运行更顺畅。
[0042]本发明提供的一种定位导航系统的控制方法，首先在服务器中对各网络摄像头及运载平台进行编号，便于系统管理；然后网络摄像头采集视频流并通过无线局域网传入服务器中，服务器根据包含有红外光的视频流首先确认该运载平台在该视频流中的相对位置，然后转换成其在整个环境中的绝对位置，并将该绝对位置通过无线局域网传入相应运载平台中的主控板中，主控板根据该绝对位置，结合MU传感器及编码器确定该运载平台此时的运动姿态，再根据RFID卡的信息和倒车雷达显示的避障信息，最终确定该运载平台运行的最佳路径，规划出最佳路径后，主控板根据最佳路径控制电机驱动器驱动电机的转速来调整麦克纳姆全向轮的运动方向及速度。
[0043]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种定位导航系统，其特征在于，包括多个网络摄像头、服务器、RFID卡和运载平台，所述的多个网络摄像头均匀地分布在所述运载平台运动区域的上方，所述的网络摄像头、服务器及运载平台通过无线方式连接，所述的运载平台上设有红外激光光源、主控板、电机驱动器、电机及麦克纳姆全向轮，所述的主控板、电机驱动器、电机及麦克纳姆全向轮依次相连接。
2.根据权利要求1所述的定位导航系统，其特征在于，所述的运载平台为多个。
3.根据权利要求1或2所述的定位导航系统，其特征在于，所述的运载平台上还包设有IMU传感器及编码器。
4.根据权利要求1或2所述的定位导航系统，其特征在于，所述的运载平台上还设有倒车雷达。
5.根据权利要求1或2所述的定位导航系统，其特征在于，每个运载平台上设有两个所述的红外激光光源，分别设置于所述的运载平台的前后端边缘处。
6.一种定位导航系统的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-5中任一定位导航系统，步骤包括 将运载平台及网络摄像头进行编号，将其系统地存入服务器中，便于对其进行统一管理； 提取有红外光的视频流，将网络摄像头采集的视频流传入服务器中，服务器将具有红外光的视频流提取出来； 确定运载平台的位置，服务器根据具有红外光的视频流确认相应运载平台的位置；对运载平台进行路径规划，根据运载平台的位置及运载平台自身的姿态，再结合RFID卡的信息来确定运载平台的最优路径。
7.根据权利要求6所述的定位导航系统的控制方法，其特征在于，所述的确定运载平台的位置这一步骤中包括确定运载平台的相对位置及确定运载平台的绝对位置， 确定运载平台的相对位置，根据相应的红外光确定该运载平台在该视频流中的位置；确定运载平台的绝对位置，根据运载平台的相对位置和该运载平台上摄像头的安装角度确定该运载平台在整个环境中的绝对位置。
8.根据权利要求6所述的定位导航系统的控制方法，其特征在于，所述的对运载平台进行路径规划这一步骤中还包括避障，根据运载平台的位置及运载平台自身的姿态，再结合RFID卡的信息，同时规避障碍物，从而来确定运载平台的最优路径。
【文档编号】G05D1/02GK103777630SQ201310680011
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】杜骁释, 胡建军, 谢凯文 申请人:武汉汉迪机器人科技有限公司