[发明专利]基于线激光旋转扫描的室内全局定位系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于线激光旋转扫描的室内全局定位系统和方法，线激光发射器在垂向剖面投射激光线；激光线经定位器反射后被基站内的反射光接收装置接收，基站通过反射信号强度提取定位器反射面信号，利用三角测距原理或时间飞行法测得该定位器与线激光发射器的距离；通过定位器反射的光在反射光接收装置的垂向方向的像素坐标得出定位器所在的俯仰角；通过旋转电机将线激光发射器和反射光接收装置旋转，获取圆周360°范围内定位器的区域距离位置，并获得方位角；计算得出该定位器基于基站的X、Y、Z空间坐标。该系统和方法对现场改造少、易于实施且成本低廉，属于直接定位、定位精度高。

技术领域

本发明涉及一种室内定位方法和系统，可用于室内移动车辆(如AGV等)的全局定位，属于机器人定位导航控制技术领域。

背景技术

室内定位导航是室内AGV按照规划的路径到达指定地点的关键，特别是在减少或无需对室内现场进行改造的前提下，对AGV的大量部署应用具有决定性作用。目前较为成熟的导航技术有基于磁条、磁钉、磁带等的方法，但需要大量铺设，对室内场地改造工作量巨大，路径局限性较大。其次，应用较广的是二维码导航技术，通过扫码枪读取地面贴具有位置编码信息的二维码，可实现单点的定位，辅助以其他里程计技术，可实现室内的定位。但该技术依赖的地面二维码，表面容易被脏污覆盖，导致读码可靠性降低，该技术主要适用于无人场景下。对场地改造较少的技术有基于反光板的激光小定位技术(如CN201510082486)，通过激光雷达旋转扫描，识别三个以上通过反光板反射回来较强的光信号，实现三角定位，具有室内定位可靠等优点，但需要每台AGV配置一个激光雷达，多台AGV同时使用综合成本较高。对室内场地几乎无需改造的SLAM技术，是一种基于环境形状特征的定位技术，通过将AGV周围的环境点云数据与已构建的地图点云技术匹配，通过最佳匹配获得当前的全局坐标。SLAM技术属于间接定位方法，为实现更可靠的定位，一般结合其它方法(CN201611006340、CN201611230784、CN201711291698、CN201711443729等)进行综合定位。此外，室内定位的方法还有UWB(如CN201610073329)等，通过多台基站广播信号，接收装置解算三台以上基站的距离，实现三角定位。该方法中，基站广播的信号经过多次反射后容易导致接收装置定位误差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种现场改造少、直接定位、定位精度高的室内定位系统和方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于线激光旋转扫描的室内全局定位系统，其特征在于主要包括：

在待定位室内区域设置至少设置一个基站，所述基站单独或分块儿覆盖待定位室内区域；基站在距离地面设定高度安装，基站内设置反射光接收装置、线激光发射生器和旋转电机，反射光接收装置、线激光发射生器由旋转电机驱动实现对待定位室内区域旋转扫描；

至少一台行走移动物体，每个行走移动物体装有一个定位器；多台定位器共享一个基站，所述行走移动物体在待定位室内区域内移动；所述定位器用于反射距离最近的基站所投射的激光线，反射光接收装置设置为接收定位器反射的激光线；基站和定位器通过射频天线和射频模块进行通讯。

进一步的，基站整体用透光球封装，透光球外部安装基站射频天线、基站计算单元、基站射频模块；透光球内活动设置安装板，线激光发射器和反射光接收装置朝下固定在安装板上，安装板由旋转电机驱动转动而实现线激光发射器和反射光接收装置的旋转扫描；定位器主体封装在反光球内，反光球通过支撑杆或法兰装置固定在所述行走移动物体上；反光球内部封装射定位器射频模块、定位器计算单元，反光球外部安装定位器射频天线。

进一步的，线激光发射器投射的光是不可见光或可见光，对应的反射光接收装置为不可见光相机或可见光相机。

进一步的，所述行走移动物体为AGV小车。