激光導航控制系統的制作方法

本實用新型涉及激光導航技術領域，具體涉及一種激光導航控制系統。

背景技術：

激光導航在現代制造業尤其是智能物流搬運機器人AGV(Automated Guided Vehicle)中正在被廣泛應用，激光掃描測距技術的引入提高了AGV系統的靈活性和準確性，給重組生產結構和布局帶來便利，成為目前國內外許多AGV生產廠家優先采用的先進導航定位及避障方式。

控制系統作為激光導航系統運動控制的執行者，其性能的優劣將直接影響導航的準確性和穩定性，采用精確、高效的控制系統對激光導航系統以及AGV整體性能的提高起到至關重要的作用。目前采用的高性能DSP(digital signal processing，數字信號處理)控制系統也有其自身的缺點，它的價格相對高昂，研發的技術難度大，阻擋了激光導航的技術進步以及普及使用。因此選用一種價格低廉同時又能滿足激光導航需求的控制系統成為現今激光導航的一個研究目標。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種激光導航控制系統，該系統及方法具有體積小、控制精度高、性價比高的優點，特別適用于結構緊湊的激光導航控制系統，為激光導航系統控制器的開發提供一種新的思路。

為解決上述技術問題，本實用新型公開的一種激光導航控制系統，它包括導航避障控制器，其特征在于：它還包括單片機、激光測距儀數據通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口，所述單片機的測距數據輸入端連接激光測距儀數據通信接口，單片機的編碼器反饋數據輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口，單片機的導航數據輸出端連接導航避障控制器的信號輸入端。

所述導航避障控制器的導航路徑規劃信息輸出端用于連接激光導航載體的航路徑規劃信息輸入端。

激光導航控制系統還包括顯示器，所述單片機的導航數據顯示信號輸出端連接顯示器的顯示信號輸入端。

所述導航避障控制器的導航路徑規劃顯示信息輸出端連接顯示器的顯示信號輸入端。

本實用新型采用價格相對低廉的單片機、激光測距儀數據通信接口和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口作為激光導航系統的核心控制單元，有效實現激光導航系統的高精度控制，降低激光導航系統的開發成本，便于激光導航系統的研發及推廣使用。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

其中，1—激光測距儀數據通信接口、2—齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口、3—單片機、4—顯示器、5—導航避障控制器。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明：

本實用新型的激光導航控制系統，如圖1所示，它包括導航避障控制器5、單片機3(型號為MSP430F5438)、激光測距儀數據通信接口1和齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口2，所述單片機3的測距數據輸入端連接激光測距儀數據通信接口1，單片機3的編碼器反饋數據輸入端連接齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口2，單片機3的導航數據(導航環境特征提取結果、導航系統狀態預測結果、導航特征匹配結果、載體位置估計結果和地圖更新結果)輸出端連接導航避障控制器5的信號輸入端。

上述激光測距儀數據通信接口1為8位數據位的高速RS232通信串口，可以滿足高達256K的波特率。

在激光導航工作時，使用高反射率光學平面反射鏡將激光光路折射90°，再通過電機控制帶動反射鏡旋轉部件旋轉，實現光路360°掃射，保證測距模塊相對靜止，提高測量穩定性。使用IGS齒輪式磁性主軸編碼器，安裝在反射鏡旋轉部件上，直接反饋反射鏡旋轉部件的旋轉位置。

單片機3通過齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口2讀取IGS齒輪式磁性主軸編碼器的信號，確定激光導航的距離數據所對應的角度信息，將每個測距數據的角度信息和距離信息一一對應。

上述技術方案中，導航避障控制器5的導航路徑規劃信息輸出端用于連接激光導航載體的航路徑規劃信息輸入端。上述導航避障控制器5為常規采購設備，它使用單片機MSP430F5438芯片作為運算芯片，使用測距數據作為原始數據，基于內置函數模塊，配合常規的導航避障算法實現數據處理，辨別障礙物信息，導航避障控制器5采用RS485通道作為導航路徑規劃信息輸出通道，將導航規劃信息傳遞給激光導航載體，規劃激光導航載體的導航路徑。

上述技術方案中，它還包括顯示器4，所述單片機3的導航數據顯示信號輸出端連接顯示器4的顯示信號輸入端。顯示器4由4塊8*8點陣LG7088BH組成，由四片移位寄存器74HC595控制，組成一塊16*16的點陣顯示矩陣。

上述技術方案中，所述導航避障控制器5的導航路徑規劃顯示信息輸出端連接顯示器4的顯示信號輸入端。顯示器4用于顯示導航數據(導航環境特征提取結果、導航系統狀態預測結果、導航特征匹配結果、載體位置估計結果和地圖更新結果)和導航路徑規劃圖。

上述技術方案中，單片機3通過激光測距儀數據通信接口1采集激光測距儀得到的障礙物距離數據。單片機3通過齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口2采集齒輪式磁性主軸編碼器的反饋信號從而獲取障礙物的角度數據。

單片機3用于利用障礙物的距離數據和障礙物的角度數據，通過常規的導航定位slam算法得到導航數據(導航環境特征提取結果、導航系統狀態預測結果、導航特征匹配結果、載體位置估計結果和地圖更新結果)；

導航避障控制器5依據由單片機3處獲取的導航數據執行常規的導航避障算法，得到導航路徑規劃信息，通過導航路徑規劃信息修正激光導航載體的行駛路徑，實現導航避障功能。

本實用新型工作時，單片機3通過激光測距儀數據通信接口1采集激光測距儀得到的障礙物距離數據。單片機3通過齒輪式磁性主軸編碼器反饋數據通信接口2讀取IGS齒輪式磁性主軸編碼器的信號，確定激光導航的距離數據所對應的角度信息，將每個測距數據的角度信息和距離信息一一對應。

單片機3根據障礙物距離數據和障礙物角度數據通過常規的導航定位slam算法得到導航數據(導航環境特征提取結果、導航系統狀態預測結果、導航特征匹配結果、載體位置估計結果和地圖更新結果)；導航避障控制器5依據由單片機3處獲取的導航數據執行常規的導航避障算法，得到導航路徑規劃信息，通過導航路徑規劃信息修正激光導航載體的行駛路徑，實現導航避障功能。顯示器4將導航數據和導航路徑規劃信息進行顯示。

本說明書未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。