本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)領域，特別涉及一種自動導引小車的導航定位系統(tǒng)。

背景技術：

自動導引小車(Automated Guided Vehicles，AGV)又叫做無人駕駛搬運小車，能自動在某一位置進行貨物的裝載，自動行駛到指定位置完成貨物的卸載，自動完成貨物裝卸運輸?shù)淖詣踊b置。目前AGV小車導引方式主要有電磁導引、磁帶導引、光學導引、激光導引、慣性導引等。AGV的導航定位，直接關系到AGV的產(chǎn)品性能，傳統(tǒng)的激光導航系統(tǒng)在室外常常會受到各種限制。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自動導引小車的導航定位系統(tǒng)，從而克服定位不準確，影響性能的缺點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自動導引小車的導航定位系統(tǒng)，包括車體和至少三個雷達基站模塊，所述至少三個雷達基站模塊設于所述車體行駛的區(qū)域，用于接收和反射無線信號，所述至少三個雷達基站模塊不在同一直線上；所述車體上主要設有以下模塊：無線定位模塊，其用于向所述雷達基站模塊發(fā)射超寬帶信號和接收所述雷達基站模塊發(fā)出的信號，并通過計算發(fā)射和接收信號的時間差來計算自動導引小車所處的位置；上位機，其用于設于所述車體的行車路徑，并與所述無線定位模塊數(shù)據(jù)連接；轉向行走驅動模塊，其用于驅動所述車體移動行駛；以及車載控制模塊，其與所述上位機、所述轉向行走驅動模塊數(shù)據(jù)連接；其中，所述車載控制模塊根據(jù)所述上位機設置好的行駛路徑控制所述轉向行走驅動模塊，所述轉向行走驅動模塊驅動所述車體開始行走；所述無線定位模塊實時向所述車載控制模塊反饋自己的確切位置，所述車載控制模塊將反饋回來的車體的位置信息和事先預定好的路徑進行對比，確保小車按照預定路徑行駛。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述無線定位模塊包括處理器、調節(jié)器、A/D轉換器、信號發(fā)生器和天線，所述處理器通過所述解調器和所述A/D轉換器向所述信號發(fā)生器傳送發(fā)送信號，所述信號發(fā)生器通過所述天線不斷向周圍環(huán)境發(fā)送超寬帶信號，反射回來的信號通過所述天線接收，傳回所述處理器進行處理，實現(xiàn)實時定位。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述上位機上安裝有監(jiān)控器，所述監(jiān)控器用于實時顯示所述車體的位置。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述無線定位模塊、所述上位機、所述轉向行走驅動模塊和所述車載控制模塊分別與所述雷達基站模塊數(shù)據(jù)連接，且每個模塊與所述雷達基站模塊具有特定的節(jié)點識別號；每個模塊可自動對任何它所接收到的測距請求進行響應；可作為一個無主機連接的響應設備。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述上位機設有用戶程序接口，用以控制和定位模塊進行通信。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述無線定位模塊通過USB或者串行接口與所述上位機連接。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述無線定位模塊向所述雷達基站模塊發(fā)射信號的頻率為每秒1-10次。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述雷達基站模塊可向無線定位模塊、所述上位機、所述轉向行走驅動模塊和所述車載控制模塊中的一個模塊發(fā)出定位請求，接收到信號的模塊通過發(fā)送測距響應來確認收到的請求，發(fā)起模塊使用測距響應來測量發(fā)起模塊和響應模塊之間的信號時間差，然后根據(jù)這個時間差精確計算兩者之間的距離。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述車體上設有蓄電池和充電裝置。

優(yōu)選地，上述技術方案中，所述車體上設有激光安全裝置。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明自動導引小車的導航定位系統(tǒng)，利用超寬帶射頻技術能實現(xiàn)AGV小車的精確定位，對AGV小車進行準確導引。超寬帶技術傳輸速率高、發(fā)射信號功率小、信號功率譜密度低、抗干擾能力強等特點，將超寬帶技術應用與AGV小車的導航定位系統(tǒng)中，可以使得AGV小車的性能得到大大提高。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的自動導引小車的導航定位系統(tǒng)的定位導航原理圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的無線定位模塊和雷達基站定位模塊內部原理方框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的自動導引小車的導航定位系統(tǒng)導航示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的AGV小車車體的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1至圖4所示，根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的一種自動導引小車的導航定位系統(tǒng)，包括車體1和三個雷達基站模塊2，所述三個雷達基站模塊設于所述車體行駛的區(qū)域，用于接收和反射無線信號，所述三個雷達基站模塊2不在同一直線上。三個雷達基站模塊形成三角關系，不斷向四周發(fā)射信號。所述車體上設有蓄電池和充電裝置。主要還設有以下模塊：

無線定位模塊3，其用于向所述雷達基站模塊發(fā)射超寬帶信號和接收所述雷達基站模塊發(fā)出的信號，并通過計算發(fā)射和接收信號的時間差來計算自動導引小車所處的位置；將定位模塊安裝在AGV小車的高處，這樣可以減少障礙物對信號的干擾，提高AGV小車的定位精度。所述AGV小車在行駛過程中，安裝于其上的無線定位模塊不斷的向四周發(fā)射信號(每秒1到10次)，同時接收從雷達基站反射回來的信號，通過計算發(fā)射和接收信號的時間差來計算AGV所處的位置和基站之間的距離，根據(jù)基站的坐標值，以及基站相對于車體的縱向軸的方位角，由無線定位模塊計算出AGV小車當前在全局坐標系中的X、Y坐標，和當前行駛方向與坐標系X軸的夾角，實現(xiàn)精確定位和定向，為AGV小車提供精確的導引路徑。

上位機4，其用于設于所述車體的行車路徑，并與所述無線定位模塊數(shù)據(jù)連接；轉向行走驅動模塊，其用于驅動所述車體移動行駛；

車載控制模塊，其與所述上位機、所述轉向行走驅動模塊數(shù)據(jù)連接；

其中，所述車載控制模塊根據(jù)所述上位機設置好的行駛路徑控制所述轉向行走驅動模塊，所述轉向行走驅動模塊驅動所述車體開始行走；所述無線定位模塊實時向所述車載控制模塊反饋自己的確切位置，所述車載控制模塊將反饋回來的車體的位置信息和事先預定好的路徑進行對比，通過模糊控制算法，確保小車按照預定路徑行駛。

小車在行駛過程中，如果有于其他外來的干擾而偏離了預先設定的行駛路徑，AGV小車車載控制器通過定位模塊反饋回來的信息可以控制小車自動行駛到預定路徑。AGV小車行駛到預定位置后，移載裝置移載貨物，完成一次工作任務。

優(yōu)選地，所述無線定位模塊包括處理器、調節(jié)器、A/D轉換器、信號發(fā)生器和天線，所述處理器通過所述解調器和所述A/D轉換器向所述信號發(fā)生器傳送發(fā)送信號，所述信號發(fā)生器通過所述天線不斷向周圍環(huán)境發(fā)送超寬帶信號，反射回來的信號通過所述天線接收，傳回所述處理器進行處理，實現(xiàn)實時定位。

優(yōu)選地，所述上位機上安裝有監(jiān)控器，所述監(jiān)控器用于實時顯示所述車體的位置。

優(yōu)選地，所述無線定位模塊、所述上位機、所述轉向行走驅動模塊和所述車載控制模塊分別與所述雷達基站模塊數(shù)據(jù)連接，且每個模塊與所述雷達基站模塊具有特定的節(jié)點識別號；每個模塊可自動對任何它所接收到的測距請求進行響應；可作為一個無主機連接的響應設備。

優(yōu)選地，所述上位機設有用戶程序接口，用以控制和定位模塊進行通信。

優(yōu)選地，所述無線定位模塊通過USB或者串行接口與所述上位機連接。

優(yōu)選地，所述無線定位模塊向所述雷達基站模塊發(fā)射信號的頻率為每秒1-10次。

優(yōu)選地，所述雷達基站模塊可向無線定位模塊、所述上位機、所述轉向行走驅動模塊和所述車載控制模塊中的一個模塊發(fā)出定位請求，接收到信號的模塊通過發(fā)送測距響應來確認收到的請求，發(fā)起模塊使用測距響應來測量發(fā)起模塊和響應模塊之間的信號時間差，然后根據(jù)這個時間差精確計算兩者之間的距離。

優(yōu)選地，AGV小車安裝有激光安全裝置，如果小車的行駛路徑上有障礙物阻礙了小車的行駛，小車會停止行走，并發(fā)出警報，知道障礙物移除后才恢復行走。

前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。