專利名稱：一種基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物品取放管理技術領域，具體的說是一種基于紅外技術的物品取放導 航系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術：
隨著現(xiàn)代超市、倉庫的日趨大型化，物品種類的日趨多樣化，對于其中的物品如何 取用，如何存放更省時省力，更準確化就成為一個亟待解決的問題。目前普遍達成的共識是 使用定位技術來解決?，F(xiàn)有的定位技術包括衛(wèi)星定位、圖像識別等，對于前者由于倉庫、超市是室內環(huán) 境，所以無法使用；對于后者由于超市內環(huán)境復雜，導致準確度不高，且安裝攝像頭成本過 高，所以也不適用。
發(fā)明內容
本發(fā)明就是針對上述背景技術中的不足之處，而提供一種基于紅外技術的物品取 放導航系統(tǒng)及其工作方法，它能夠實現(xiàn)超市、倉庫中物品的準確定位，并具有導航功能，顧 客、理貨員、管理員都可以輕松找到需要購買/領用或存放的物品所在位置。本發(fā)明的目的是通過如下技術措施來實現(xiàn)的。一種基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，包括紅外發(fā)射裝置、紅外接收裝置、導航 終端和服務器，其所述紅外發(fā)射裝置由紅外發(fā)射管和編碼裝置組成，編碼裝置的輸出端與 紅外發(fā)射管相連；所述紅外接收裝置由紅外接收管和解碼裝置組成，解碼裝置的輸入端與 紅外接收管的輸出端相連，解碼裝置的輸出端與導航終端相連；導航終端與服務器通信連 接。在上述技術方案中，所述紅外發(fā)射管采用透鏡或不透光套管控制其發(fā)射角度。在上述技術方案中，所述編碼裝置可以為UPD6121G芯片、或為HT622型芯片、或為 7461型芯片。在上述技術方案中，所述解碼裝置采用AVR單片機。在上述技術方案中，所述解碼裝置通過無線或有線通信與導航終端相連。在上述技術方案中，所述導航終端為便攜計算機或為手機或為PDA或為專用嵌入 式計算機，并具有人機交互功能。在上述技術方案中，所述導航終端中設有電子羅盤。本發(fā)明還提供了一種上述基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)的工作方法，該方法 包括如下步驟步驟1在服務器中繪制室內現(xiàn)場的物品擺放與過道的布局圖，形成水平二維空間 X軸、Y軸坐標的地圖；步驟2將紅外發(fā)射裝置安裝于現(xiàn)場過道頂部，并將各個紅外發(fā)射管調整成唯一的 編碼；
步驟3將紅外發(fā)射裝置的位置即X軸和Y軸值與編碼錄入服務器，形成包含紅外 發(fā)射裝置位置與編碼的地圖；步驟4在服務器中錄入所有物品的信息，包括其在布局圖中的位置，形成最終地 圖；步驟5將導航終端和紅外接收裝置同時置于需引導物或需引導人上，從服務器下 載所有物品信息到導航終端，選擇導航終端與服務器的通信方式，選擇需取放的物品，通過 紅外接收裝置接收到的紅外發(fā)射裝置的編碼，實現(xiàn)導航步驟5A導航終端與服務器采用實時無線通信方式在導航終端中選擇需要取放 的物品，則最終地圖中該物品的坐標即目標位置可確定；當紅外接收裝置接收到紅外發(fā)射 裝置的信號時，解碼裝置進行解碼后，導航終端可以確定自身當前在最終地圖中的坐標；導 航終端將目標位置與當前位置坐標通過無線通信發(fā)送到服務器，服務器通過運算確定到達 目標位置的路徑，再通過無線通信方式發(fā)回給導航終端顯示；步驟5B導航終端與計算機采用離線通信方式將服務器內的物品信息和最終地 圖下載到導航終端；在導航終端中選擇需要取放的物品，則最終地圖中該物品的坐標即目 標位置坐標可確定；當紅外接收裝置接收到紅外發(fā)射裝置的信號時，解碼裝置進行解碼后， 導航終端可以確定自身當前在最終地圖中的坐標；通過導航終端的處理器進行運算，即可 確定達到目標位置的路徑并予以顯示。在上述方法中，步驟1中當物品需要垂直碼放時，可增加物品的Z軸坐標。在上述方法中，該方法還包括物品調整過程，其步驟為步驟1判斷是否需要增加物品種類，如果是，則進入步驟2，如果否，則進入步驟 3 ；步驟2在服務器中錄入物品信息及其在最終地圖中的位置；步驟3判斷是否需要刪除某物品種類，如果是，則進入步驟4，如果否，則進入步驟 5 ；步驟4在服務器中刪除該物品信息及其在最終地圖中的位置；步驟5物品調整過程結束。本系統(tǒng)及其工作方法提供一種低成本方案解決物品取放的問題，其定位準確，高 效節(jié)能，無論對于超市還是倉庫，顧客、理貨員、管理員都可以通過安裝有導航終端的手推 車、叉車、或具有動力和控制系統(tǒng)的自行車輕松找到需要購買/領用或存放的物品所在位 置。同時，對于超市等應用，系統(tǒng)可以提供一些增值服務如廣告、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析等高級應 用功能，還可具備條碼掃描、RFID識別、投幣機等接口，提供更多實用功能。
圖1是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)示意圖。圖2是本發(fā)明實施例導航原理圖。圖3是本發(fā)明實施例中導航地圖生成過程流程圖。圖4是本發(fā)明實施例中物品調整過程流程圖。圖5是本發(fā)明實施例中導航過程流程圖。其中1.服務器，2.有線或無線通信，3.紅外發(fā)射裝置，4.編碼裝置，5.紅外發(fā)射管，6.紅外發(fā)射區(qū)域，7.導航終端，8.紅外接收裝置，9.解碼裝置，10.紅外接收管，11.物 品存放位置，12.目標物品位置，13.目標路徑，14.紅外接收裝置與導航終端。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，由多個紅外發(fā)射裝置3、 紅外接收裝置8與導航終端7、服務器1組成。其中導航終端7和紅外接收裝置8同時置于 需引導物或需引導人上。上述紅外發(fā)射裝置3由紅外發(fā)射管5和編碼裝置4組成，編碼裝置4的輸出端與 紅外發(fā)射管5相連；紅外發(fā)射管5的發(fā)射角度需較小，可采用透鏡或不透光套管控制其發(fā)射 角度；編碼裝置4控制紅外發(fā)射管5發(fā)射不同的編碼，整個系統(tǒng)中每個紅外發(fā)射管5發(fā)射的 編碼是不同且唯一的。紅外發(fā)射裝置3安裝完成后，其物理位置和編碼就確定了，存儲到服 務器1中，服務器1中就形成了一個紅外發(fā)射管5的地圖。上述紅外接收裝置8由紅外接收管10和解碼裝置9組成，解碼裝置9的輸入端與 紅外接收管10的輸出端相連，解碼裝置9的輸出端與導航終端7相連；解碼后的信息可通 過無線如藍牙、WIFI、ZIGBEE等或有線連接至導航終端7。紅外接收裝置8處于每個紅外發(fā) 射管5的發(fā)射區(qū)域時才能接收到該紅外發(fā)射管5的編碼信息，從而確定紅外接收裝置8的 位置。上述編碼裝置4和解碼裝置9可采用多種邏輯電路或芯片構成，其工作原理與紅 外遙控器中的編解碼裝置相同，本實施例中編碼裝置可以為UPD6121G芯片、或為HT622型 芯片、或為7461型芯片，解碼裝置采用AVR單片機，其編解碼工作方式參見《國外電子元器 件》2005年第8期中《AVR單片機捕獲中斷實現(xiàn)紅外線解碼》一文。上述導航終端7可以是一臺便攜計算機、手機、PDA或者專用嵌入式計算機如DSP、 ASIC、ARM等組成的，具有人機交互功能如液晶顯示屏、觸摸屏或按鍵。通用的便攜計算機、 手機、PDA可以通過藍牙與紅外接收裝置8通信接收紅外發(fā)射裝置3的編碼信息，專用的嵌 入式計算機可以直接與紅外接收裝置8的解碼裝置9相連以降低成本。導航終端7可以與存儲有包含紅外發(fā)射裝置和物品位置地圖的服務器1進行通 信，通信方式可以是有線通信如USB、RS232串口 ；或無線通信如藍牙、WIFI、ZIGBEE、紅外寸。本實施例提供的上述系統(tǒng)的工作方法原理如圖2所示，采用常用的紅外發(fā)射管 和接收管，其調制載波頻率為38kHz，發(fā)射管發(fā)射16BIT編碼信息，則總共可以有216-1 = 65535個紅外發(fā)射管(其中編碼值0000H不使用)；紅外發(fā)射裝置3裝于超市、倉庫的房間 頂部，朝地面發(fā)射信號；紅外接收裝置8朝房頂接收信號。當紅外接收裝置8與導航終端7 能接收到某紅外發(fā)射管5的編碼時，則其所處的位置即可確定。通過自身位置的確定和目 標物品位置12的確定，即通過計算可生成目標路徑13，導航開始。如果導航終端7正在移 動，則前一次接收到的紅外編碼和下一次接收到的紅外編碼不一樣，從而可以判斷出其移 動的方向，也可增加電子羅盤確定導航終端7的絕對方向。具體工作方法步驟流程如圖3、4、5所示為步驟1在服務器中繪制室內現(xiàn)場的物品擺放與過道的布局圖，形成水平二維空間X軸、Y軸坐標的地圖；步驟2將紅外發(fā)射裝置安裝于現(xiàn)場過道頂部，并將各個紅外發(fā)射管調整成唯一的 編碼；步驟3將紅外發(fā)射裝置的位置即X軸和Y軸值與編碼錄入服務器，形成包含紅外 發(fā)射裝置位置與編碼的地圖；步驟4在服務器中錄入所有物品的信息，包括其在布局圖中的位置，形成最終地 圖；步驟5將導航終端和紅外接收裝置同時置于需引導物或需引導人上，從服務器下 載所有物品信息到導航終端，選擇導航終端與服務器的通信方式，選擇需取放的物品，通過 紅外接收裝置接收到的紅外發(fā)射裝置的編碼，實現(xiàn)導航步驟5A導航終端與服務器采用實時無線通信方式在導航終端中選擇需要取放 的物品，則最終地圖中該物品的坐標即目標位置可確定；當紅外接收裝置接收到紅外發(fā)射 裝置的信號時，解碼裝置進行解碼后，導航終端可以確定自身當前在最終地圖中的坐標；導 航終端將目標位置與當前位置坐標通過無線通信發(fā)送到服務器，服務器通過運算確定到達 目標位置的路徑，再通過無線通信方式發(fā)回給導航終端顯示；步驟5B導航終端與計算機采用離線通信方式將服務器內的物品信息和最終地 圖下載到導航終端；在導航終端中選擇需要取放的物品，則最終地圖中該物品的坐標即目 標位置坐標可確定；當紅外接收裝置接收到紅外發(fā)射裝置的信號時，解碼裝置進行解碼后， 導航終端可以確定自身當前在最終地圖中的坐標；通過導航終端的處理器進行運算，即可 確定達到目標位置的路徑并予以顯示。在上述方法中，步驟1中當物品需要垂直碼放時，可增加物品的Z軸坐標。在上述方法中，該方法還包括物品調整過程，其步驟為步驟1判斷是否需要增加物品種類，如果是，則進入步驟2，如果否，則進入步驟 3 ；步驟2在服務器中錄入物品信息及其在最終地圖中的位置；步驟3判斷是否需要刪除某物品種類，如果是，則進入步驟4，如果否，則進入步驟 5 ；步驟4在服務器中刪除該物品信息及其在最終地圖中的位置；步驟5物品調整過程結束。
權利要求
一種基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，包括紅外發(fā)射裝置、紅外接收裝置、導航終端和服務器，其特征是所述紅外發(fā)射裝置由紅外發(fā)射管和編碼裝置組成，編碼裝置的輸出端與紅外發(fā)射管相連；所述紅外接收裝置由紅外接收管和解碼裝置組成，解碼裝置的輸入端與紅外接收管的輸出端相連，解碼裝置的輸出端與導航終端相連；導航終端與服務器通信連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，其特征是所述紅外發(fā) 射管采用透鏡或不透光套管控制其發(fā)射角度。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，其特征是所述編碼裝 置為UPD6121G芯片、或為HT622型芯片、或為7461型芯片。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，其特征是所述解碼裝 置采用AVR單片機。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，其特征是所述解碼裝 置通過無線或有線通信與導航終端相連。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，其特征是所述導航終 端為便攜計算機或為手機或為PDA或為專用嵌入式計算機，并具有人機交互功能。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)，其特征是所述導航終 端中設有電子羅盤。
8.—種如權利要求1所述的基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)的工作方法，該方法包 括如下步驟(8-1)在服務器中繪制室內現(xiàn)場的物品擺放與過道的布局圖，形成水平二維空間X軸、 Y軸坐標的地圖；(8-2)將紅外發(fā)射裝置安裝于現(xiàn)場過道頂部，并將各個紅外發(fā)射管調整成唯一的編碼；(8-3)將紅外發(fā)射裝置的位置即X軸和Y軸值與編碼錄入服務器，形成包含紅外發(fā)射裝 置位置與編碼的地圖；(8-4)在服務器中錄入所有物品的信息，包括其在布局圖中的位置，形成最終地圖；(8-5)將導航終端和紅外接收裝置同時置于需引導物或需引導人上，從服務器下載所 有物品信息到導航終端，選擇導航終端與服務器的通信方式，選擇需取放的物品，通過紅外 接收裝置接收到的紅外發(fā)射裝置的編碼，實現(xiàn)導航(8-5A)導航終端與服務器采用實時無線通信方式在導航終端中選擇需要取放的物 品，則最終地圖中該物品的坐標即目標位置可確定；當紅外接收裝置接收到紅外發(fā)射裝置 的信號時，解碼裝置進行解碼后，導航終端可以確定自身當前在最終地圖中的坐標；導航終 端將目標位置與當前位置坐標通過無線通信發(fā)送到服務器，服務器通過運算確定到達目標 位置的路徑，再通過無線通信方式發(fā)回給導航終端顯示；(8-5B)導航終端與計算機采用離線通信方式將服務器內的物品信息和最終地圖下 載到導航終端；在導航終端中選擇需要取放的物品，則最終地圖中該物品的坐標即目標位 置坐標可確定；當紅外接收裝置接收到紅外發(fā)射裝置的信號時，解碼裝置進行解碼后，導航 終端可以確定自身當前在最終地圖中的坐標；通過導航終端的處理器進行運算，即可確定 達到目標位置的路徑并予以顯示。
9.根據(jù)權利要求8所述的工作方法，其特征是步驟(8-1)中當物品需要垂直碼放時， 可增加物品的Z軸坐標。
10.根據(jù)權利要求8所述的工作方法，其特征是該方法中還包括物品調整過程，其步驟為(10-1)判斷是否需要增加物品種類，如果是，則進入步驟(10-2)，如果否，則進入步驟 (10-3)；(10-2)在服務器中錄入物品信息及其在最終地圖中的位置；(10-3)判斷是否需要刪除某物品種類，如果是，則進入步驟(10-4)，如果否，則進入步 驟(10-5)；(10-4)在服務器中刪除該物品信息及其在最終地圖中的位置； (10-5)物品調整過程結束。
全文摘要
本發(fā)明涉及物品取放管理領域，提供一種基于紅外技術的物品取放導航系統(tǒng)及其工作方法，本發(fā)明系統(tǒng)由多個紅外發(fā)射裝置、紅外接收裝置、導航終端和服務器組成，紅外發(fā)射裝置裝于超市、倉庫的房間頂部，朝地面發(fā)射信號；紅外接收裝置的接收管朝房頂接收信號。當接收裝置與導航終端能接收到某紅外發(fā)射管的編碼時，則其所處的位置即可確定。通過目標物品的位置及自身所處位置的確定即可計算目標路徑，實現(xiàn)導航。本發(fā)明系統(tǒng)定位準確，高效節(jié)能，無論對于超市還是倉庫，顧客、理貨員、管理員都可以通過安裝有導航終端的手推車、叉車或具有動力和控制系統(tǒng)的自行車輕松找到需要購買、領用或存放的物品所在位置。
文檔編號G01C21/00GK101893439SQ201010202089
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權日2010年6月12日
發(fā)明者張子蓬, 張家華, 徐擊水 申請人:武漢奮進電力技術有限公司