[发明专利]基于插值法的高精度磁导航传感器及定位方法

说明书

本发明涉及一种基于插值法的高精度磁导航传感器，配合磁条使用，其包括采集电路、多路复用器、仪表放大器、AD模块、通讯模块、数字隔离电路、光耦‑光电晶体管电路和MCU，采集电路垂直设置于磁条上方并接入多路复用器，多路复用器接入仪表放大器，放大电压信号经过AD模块后进入MCU；MCU连接通讯模块，数字隔离电路连接在MCU和AD模块之间，光耦‑光电晶体管电路连接在MCU和多路复用器之间。本发明克服了某些磁导航传感器精度不高、响应延迟的问题，在较低成本前提下使精度有效控制在1mm以内甚至更高，可应用在AGV磁条导航的任务中；通过通信模块实时向上位机上传数据，间接提升了自动引导小车AGV的运行流畅度。

技术领域

本发明涉及一种基于插值法的高精度磁导航传感器及定位方法，属于导航技术领域。

背景技术

自动引导小车AGV极大的促进了我国工业自动化以及物流自动化，因此自动引导小车AGV具有重大研究意义。为使小车可以更加高效、准确运转，其对于定位导航的要求也逐步提高。

目前磁条导航发展较为成熟，磁条导航主要通过测量路径上的磁场信号来获取车辆自身相对于目标跟踪路径之间的位置偏差，从而实现车辆的控制及导航。磁条导航具有很高的测量精度及良好的重复性，磁导航不易受光线变化等的影响，在运行过程中，磁传感系统具有很高的可靠性和鲁棒性。磁条一旦铺设好后，维护费用非常低，使用寿命长，且增设、变更路径较容易。

磁条导航可靠性较高，但是提高其精度是难点。目前市面上存在一些产品，其精度只能做到10mm左右，可能造成自动导引小车AGV运行路线不流畅等问题，对于某些需要高精度的工业现场更是达不到要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于插值法的高精度磁导航传感器及定位方法，能够有效克服某些磁导航传感器精度不高，响应延迟的问题。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供的一种基于插值法的高精度磁导航传感器，配合磁条使用，包括采集电路、多路复用器、仪表放大器、AD模块、通讯模块、数字隔离电路、光耦-光电晶体管电路和MCU，所述采集电路垂直设置于磁条上方并接入多路复用器，多路复用器接入仪表放大器，放大电压信号经过AD模块后进入MCU；所述MCU连接通讯模块，所述数字隔离电路连接在MCU和AD模块之间，所述光耦-光电晶体管电路连接在MCU和多路复用器之间。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述采集电路包括16个霍尔元件，所述16个霍尔元件一维横向排列，两两之间的间距为10mm，且每一个霍尔元件后加入一个RC低通滤波电路。

作为本实施例一种可能的实现方式，基于插值法的高精度磁导航传感器还包括电源模块，所述电源模块为数字电源和模拟电源两路，数字电源为数字隔离电路、MCU模块和通讯模块供电；模拟电源为采集电路、多路复用器、仪表放大器、数字隔离电路、光耦-光电晶体管电路和AD模块供电。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述电源模块的输入电源为24V直流能源，进行直流24V转直流12V、直流12V转直流5V和直流5V转直流3.3V三次降压。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述MCU安装有定位软件，所述定位软件用于进行基于插值法的高精度磁导航定位。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述采集电路垂直设置于磁条上方10mm至40mm处。

第二方面，本发明实施例提供的基于如上所述的一种基于插值法的高精度磁导航传感器的定位方法，包括：

将垂直设置在磁条上方的一维霍尔元件阵列当作坐标轴横轴，即为0-160mm；

轮询采集16路霍尔元件所测电压信号，并对其放大滤波处理后传输至MCU；

接收到的电压信号经处理转换为磁场强度值，放至相应节点，利用插值法求出插值；