一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置，屬于氣墊車導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的裝置包括導(dǎo)向帶、顏色傳感器、導(dǎo)航控制器及傳感器安裝支架，氣墊車?yán)玫孛驿佋O(shè)的導(dǎo)向帶進(jìn)行路徑引導(dǎo)；采用顏色傳感器采集導(dǎo)向帶信息；導(dǎo)航控制器對顏色傳感器采集的導(dǎo)向帶信息進(jìn)行解碼，通過內(nèi)置的算法計(jì)算出當(dāng)前氣墊車的偏差信息，并計(jì)算出執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要執(zhí)行的準(zhǔn)確量程，然后將信息通過通信總線傳送給車載控制器控制驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪執(zhí)行。由于采用顏色傳感器及導(dǎo)航控制器的控制，使定位導(dǎo)航裝置具備較好的路徑識別能力和抗干擾能力，能夠滿足氣墊車的導(dǎo)航精度要求，從而實(shí)現(xiàn)氣墊車在復(fù)雜路徑條件下的導(dǎo)航功能。
【專利說明】一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣墊車導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，氣墊車導(dǎo)航主要是通過傳感器識別預(yù)先鋪設(shè)好的導(dǎo)向帶進(jìn)行導(dǎo)航。傳感器的布置方式以及識別導(dǎo)向帶的原理和能力不同，導(dǎo)航的性能也有所差別。目前，公知的氣墊車導(dǎo)航傳感器普遍采用紅外傳感器，布置方式比較簡單，導(dǎo)致氣墊車識別路徑的能力比較差，尤其是當(dāng)鋪設(shè)在地面的導(dǎo)向帶有破損時，對導(dǎo)航的效果削弱比較嚴(yán)重，并且不具備復(fù)雜路徑條件下的導(dǎo)航功能，不能滿足氣墊車在復(fù)雜路徑條件下導(dǎo)航功能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一)要解決的技術(shù)問題
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何設(shè)計(jì)一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置，以提高氣墊車路徑識別能力和抗干擾能力，從而實(shí)現(xiàn)氣墊車在復(fù)雜路徑條件下的導(dǎo)航功能。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置，包括:導(dǎo)向帶
2、第一安裝支架3、第二安裝支架4、第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8、第五傳感器9、第 六傳感器10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13、第十傳感器14和導(dǎo)航控制器15 ;所述第一傳感器(5)、第二傳感器(6)、第三傳感器(7)、第四傳感器(8)、第五傳感器(9)、第六傳感器(10)、第七傳感器(11)、第八傳感器(12)、第九傳感器
(13)和第十傳感器(14)均為顏色傳感器；
[0007]導(dǎo)向帶2用于引導(dǎo)氣墊車行進(jìn)；第三傳感器7位于導(dǎo)向帶2正中心的位置，第二傳感器6位于導(dǎo)向帶2左側(cè)m毫米處,第四傳感器8位于導(dǎo)向帶2右側(cè)m毫米處,第一傳感器5位于第二傳感器6左側(cè)η毫米處，第五傳感器9位于第四傳感器8右側(cè)η毫米處；第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8和第五傳感器9位于氣墊車的前側(cè)，且固定在上下、左右位置均可調(diào)的第一安裝支架3上，用于在氣墊車前進(jìn)過程中采集導(dǎo)向帶信息；第八傳感器12位于導(dǎo)向帶2正中心的位置，第七傳感器11位于導(dǎo)向帶2左側(cè)m毫米處，第九傳感器13位于導(dǎo)向帶2右側(cè)m毫米處,第六傳感器10位于傳感器11左側(cè)η毫米處，第十傳感器14位于傳感器13右側(cè)η毫米處；第六傳感器10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13和第十傳感器14位于氣墊車的后側(cè)，且固定在上下、左右位置均可調(diào)的第二安裝支架4上，用于在氣墊車后退過程中采集導(dǎo)向帶信息；導(dǎo)航控制器15固定在氣墊車上；所述導(dǎo)向帶信息表示在傳感器正下方是否能夠識別出導(dǎo)向帶；
[0008]導(dǎo)航控制器15用于在氣墊車前進(jìn)過程中獲取第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8和第五傳感器9采集的導(dǎo)向帶2信息，通過所述導(dǎo)向帶信息解算出氣墊車與導(dǎo)向帶2之間的偏差信息，再利用模糊控制算法解算出前側(cè)驅(qū)動輪的角度執(zhí)行信息，并將角度執(zhí)行信息傳送給氣墊車上的車載控制器，車載控制器控制前側(cè)驅(qū)動輪進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使偏差信息逐漸減小直至消除；或者，用于在氣墊車后退過程中獲取第六傳感器10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13和第十傳感器14采集的導(dǎo)向帶2信息，通過所述導(dǎo)向帶信息解算出氣墊車與導(dǎo)向帶2之間的偏差信息，再利用模糊控制算法解算出后側(cè)驅(qū)動輪19的角度執(zhí)行信息，并將后側(cè)驅(qū)動輪的角度執(zhí)行信息傳送給氣墊車上的車載控制器，車載控制器控制后側(cè)驅(qū)動輪進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使偏差信息逐漸減小直至消除。
[0009]優(yōu)選地，所述第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8和第五傳感器9通過螺栓固定在上下、左右位置均可調(diào)的第一安裝支架3上。
[0010]優(yōu)選地，所述第六傳感器10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13和第十傳感器14通過螺栓固定在上下、左右位置均可調(diào)的第二安裝支架4上。
[0011]優(yōu)選地，所述導(dǎo)航控制器15通過螺栓固定在氣墊車上。
[0012](三)有益效果
[0013]本發(fā)明的裝置包括導(dǎo)向帶、顏色傳感器、導(dǎo)航控制器及傳感器安裝支架，氣墊車?yán)玫孛驿佋O(shè)的導(dǎo)向帶進(jìn)行路徑引導(dǎo)；采用顏色傳感器采集導(dǎo)向帶信息；導(dǎo)航控制器對顏色傳感器采集的導(dǎo)向帶信息進(jìn)行解碼，通過內(nèi)置的算法計(jì)算出當(dāng)前氣墊車的偏差信息，并計(jì)算出執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要執(zhí)行的準(zhǔn)確量程，然后將信息通過通信總線傳送給車載控制器控制驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪執(zhí)行。由于采用顏色傳感器及導(dǎo)航控制器的控制，使定位導(dǎo)航裝置具備較好的路徑識別能力和抗干擾能力，能夠滿足氣墊車的導(dǎo)航精度要求，從而實(shí)現(xiàn)氣墊車在復(fù)雜路徑條件下的導(dǎo)航功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)及其在氣墊車上的安裝位置示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的裝置工作原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示的俯視圖，本發(fā)明提供的一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置包括:導(dǎo)向帶2、第一安裝支架3、第二安裝支架4、第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8、第五傳感器9、第六傳感器10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13、第十傳感器14和導(dǎo)航控制器15 ;所述第一傳感器(5)、第二傳感器(6)、第三傳感器(7)、第四傳感器
(8)、第五傳感器(9)、第六傳感器(10)、第七傳感器(11)、第八傳感器(12)、第九傳感器
(13)和第十傳感器(14)均為顏色傳感器；
[0018]導(dǎo)向帶2采用黃色(也可以采用其它辨識度高的顏色)的油漆鋪設(shè)在氣墊車I運(yùn)行的路徑上，寬度為10厘米。傳感器分為兩組，在氣墊車的前側(cè)(例如車頭)和后側(cè)(例如車尾)對稱布置，每組五個顏色傳感器安裝在位置可調(diào)的安裝支架上，安裝支架通過螺栓連接到氣墊車上，氣墊車前進(jìn)時利用車頭一組顏色傳感器導(dǎo)航，后退時利用車尾一組顏色傳感器進(jìn)行導(dǎo)航；導(dǎo)航控制器至于安裝盒內(nèi)，安裝盒通過螺栓與氣墊車相連接。
[0019]導(dǎo)向帶2用于引導(dǎo)氣墊車行進(jìn)，“ + ”標(biāo)志16為氣墊車停止標(biāo)志(前側(cè)至少中間3個傳感器或者后側(cè)至少中間3個傳感器同時采集到導(dǎo)向帶信號時氣墊車停止運(yùn)行)；第三傳感器7位于導(dǎo)向帶2正中心的位置，第二傳感器6位于導(dǎo)向帶2左側(cè)3毫米處，第四傳感器8位于導(dǎo)向帶2右側(cè)3毫米處，第一傳感器5位于第二傳感器6左側(cè)20毫米處，第五傳感器9位于第四傳感器8右側(cè)20毫米處；第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8和第五傳感器9位于氣墊車I的前側(cè)，且固定在上下、左右位置均可調(diào)的第一安裝支架3上，用于在氣墊車I前進(jìn)過程中采集導(dǎo)向帶信息；第八傳感器12位于導(dǎo)向帶2正中心的位置，第七傳感器11位于導(dǎo)向帶2左側(cè)3毫米處，第九傳感器13位于導(dǎo)向帶2右側(cè)3毫米處，第六傳感器10位于傳感器11左側(cè)20毫米處，第十傳感器14位于傳感器13右側(cè)20毫米處；第六傳感器10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13和第十傳感器14位于氣墊車的后側(cè)，且固定在上下、左右位置均可調(diào)的第二安裝支架4上，用于在氣墊車后退過程中采集導(dǎo)向帶信息；導(dǎo)航控制器15固定在氣墊車上；所述導(dǎo)向帶信息表示在傳感器正下方是否能夠識別出導(dǎo)向帶；
[0020]導(dǎo)航控制器15用于在氣墊車前進(jìn)過程中獲取第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8和第五傳感器9采集的導(dǎo)向帶2信息，通過所述導(dǎo)向帶信息解算出氣墊車與導(dǎo)向帶2之間的偏差信息Λχ(有偏差時，除中間傳感器外，至少有一個傳感器能采集到導(dǎo)向帶信號，偏差信息即距離中間傳感器最遠(yuǎn)的傳感器與中間傳感器之間的橫向距離)，再利用模糊控制算法解算出前側(cè)驅(qū)動輪18的角度執(zhí)行信息△ Θ (偏差信息Ax與驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪18的角度Λ Θ的關(guān)系為Λ Θ = kAx+b，其中k和b為經(jīng)驗(yàn)常數(shù))，并將角度執(zhí)行信息傳送給氣墊車上的車載控制器17，車載控制器17控制前側(cè)驅(qū)動輪18進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使偏差信息逐漸減小直至消除；或者，用于在氣墊車后退過程中獲取第六傳感器10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13和第十傳感器14采集的導(dǎo)向帶2信息，通過所述導(dǎo)向帶信息解算出氣墊車與導(dǎo)向帶2之間的偏差信息(有偏差時，除中間傳感器外，至少有一個傳感器能采集到導(dǎo)向 帶信號，偏差信息即距離中間傳感器最遠(yuǎn)的傳感器與中間傳感器之間的橫向距離)，再利用模糊控制算法解算出后側(cè)驅(qū)動輪19的角度執(zhí)行信息Λ Θ (偏差信息Λ X與驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪18的角度Λ Θ的關(guān)系為Λ Θ =1^八計(jì)13，其中1^和13為經(jīng)驗(yàn)常數(shù))，并將后側(cè)驅(qū)動輪19的角度執(zhí)行信息傳送給氣墊車上的車載控制器17，車載控制器17控制后側(cè)驅(qū)動輪19進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使偏差信息逐漸減小直至消除，實(shí)現(xiàn)直線行走距離偏差不大于5mm的導(dǎo)向精度。
[0021]本實(shí)施例中，所述第一傳感器5、第二傳感器6、第三傳感器7、第四傳感器8和第五傳感器9通過螺栓固定在上下、左右位置均可調(diào)的第一安裝支架3上。所述第六傳感器
10、第七傳感器11、第八傳感器12、第九傳感器13和第十傳感器14通過螺栓固定在上下、左右位置均可調(diào)的第二安裝支架4上。所述導(dǎo)航控制器15通過螺栓固定在氣墊車上。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣墊車導(dǎo)航定位裝置，其特征在于，包括:導(dǎo)向帶(2)、第一安裝支架(3)、第二安裝支架(4)、第一傳感器(5)、第二傳感器(6)、第三傳感器(7)、第四傳感器(8)、第五傳感器(9)、第六傳感器(10)、第七傳感器(11)、第八傳感器(12)、第九傳感器(13)、第十傳感器(14)和導(dǎo)航控制器(15);所述第一傳感器(5)、第二傳感器(6)、第三傳感器(7)、第四傳感器(8)、第五傳感器(9)、第六傳感器(10)、第七傳感器(11)、第八傳感器(12)、第九傳感器(13)和第十傳感器(14)均為顏色傳感器； 導(dǎo)向帶(2)用于引導(dǎo)氣墊車行進(jìn)；第三傳感器(7)位于導(dǎo)向帶(2)正中心的位置，第二傳感器(6)位于導(dǎo)向帶(2)左側(cè)m毫米處，第四傳感器⑶位于導(dǎo)向帶(2)右側(cè)m毫米處，第一傳感器(5)位于第二傳感器(6)左側(cè)η毫米處，第五傳感器(9)位于第四傳感器(8)右側(cè)η毫米處；第一傳感器(5)、第二傳感器(6)、第三傳感器(7)、第四傳感器(8)和第五傳感器(9)位于氣墊車的前側(cè)，且固定在上下、左右位置均可調(diào)的第一安裝支架(3)上，用于在氣墊車前進(jìn)過程中采集導(dǎo)向帶信息；第八傳感器(12)位于導(dǎo)向帶(2)正中心的位置，第七傳感器(11)位于導(dǎo)向帶⑵左側(cè)m毫米處，第九傳感器(13)位于導(dǎo)向帶(2)右側(cè)m毫米處，第六傳感器(10)位于傳感器(11)左側(cè)η毫米處，第十傳感器(14)位于傳感器(13)右側(cè)η毫米處；第六傳感器(10)、第七傳感器(11)、第八傳感器(12)、第九傳感器(13)和第十傳感器(14)位于氣墊車的后側(cè)，且固定在上下、左右位置均可調(diào)的第二安裝支架(4)上，用于在氣墊車后退過程中采集導(dǎo)向帶信息；導(dǎo)航控制器(15)固定在氣墊車上；所述導(dǎo)向帶信息表示在傳感器正下方是否能夠識別出導(dǎo)向帶； 導(dǎo)航控制器(15)用于在氣墊車前進(jìn)過程中獲取第一傳感器(5)、第二傳感器(6)、第三傳感器(7)、第四傳感器(8)和第五傳感器(9)采集的導(dǎo)向帶(2)信息，通過所述導(dǎo)向帶信息解算出氣墊車與導(dǎo)向帶(2)之間的偏差信息，再利用模糊控制算法解算出前側(cè)驅(qū)動輪的角度執(zhí)行信息，并將角度執(zhí)行信息傳送給氣墊車上的車載控制器，車載控制器控制前側(cè)驅(qū)動輪進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使偏差信息逐漸減小直至消除；或者，用于在氣墊車后退過程中獲取第六傳感器(10)、第七傳感器(11)、第八傳感器(12)、第九傳感器(13)和第十傳感器(14)采集的導(dǎo)向帶(2)信息，通過所述導(dǎo)向帶信息解算出氣墊車與導(dǎo)向帶(2)之間的偏差信息，再利用模糊控制算法解算出后側(cè)驅(qū)動輪(19)的角度執(zhí)行信息，并將后側(cè)驅(qū)動輪的角度執(zhí)行信息傳送給氣墊車上的車載控制器，車載控制器控制后側(cè)驅(qū)動輪進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使偏差信息逐漸減小直至消除。
2.如權(quán)利要求1所述的氣墊車導(dǎo)航定位裝置，其特征在于，所述第一傳感器(5)、第二傳感器出)、第三傳感器(7)、第四傳感器(8)和第五傳感器(9)通過螺栓固定在上下、左右位置均可調(diào)的第一安裝支架(3)上。
3.如權(quán)利要求1所述的氣墊車導(dǎo)航定位裝置，其特征在于，所述第六傳感器(10)、第七傳感器(11)、第八傳感器(12)、第九傳感器(13)和第十傳感器(14)通過螺栓固定在上下、左右位置均可調(diào)的第二安裝支架(4)上。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的氣墊車導(dǎo)航定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)航控制器(15)通過螺栓固定在氣墊車上。
【文檔編號】G05D1/02GK104020764SQ201410191368
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】姚立柱, 宋策, 馬偉, 王韡, 岳文杰 申請人:北京特種機(jī)械研究所