AGV用机械式激光导航仪运动误差补偿系统的制作方法

测量装置的制造及其应用技术agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统技术领域1.本发明属于agv用导航设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统。背景技术：2.激光导航仪是agv导航系统的重要组成部分，激光导航仪能够定向发射激光光束，激光光束被反射后，通过感光传感器接收，从而感知周围环境信息，并可生成初始数据，供导航系统后续定位使用。3.初始数据的构成如下：通过激光导航仪以固定角速度旋转一周(360°)，在旋转时以角度α为步长，依次发射激光后接收到的反射光强以及根据光线飞行时间计算反射物距离。4.目前，提高导航定位精度的方法大多侧重在对导航定位算法进行改进，忽略了激光导航仪获取原始数据时存在误差带来的影响，即激光导航仪在高速运动下，发射激光的角度会发生明显畸变，致使激光导航仪获取原始数据不够准确，从而导致采用导航定位算法计算得到导航数据精度降低。技术实现要素：5.(一)技术问题6.综上所述，如何解决激光导航仪在agv导航系统运动状态下获取的初始定位数据存在误差的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。7.(二)技术方案8.本发明提供了一种agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统，用于实现激光导航仪处于运动状态下，进行测量时的角度误差补偿。9.在本发明中，该agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统包括：10.固定设置于agv小车的车身上、并与agv小车直线运行时的运行方向平行的误差补偿运动轨道；11.可活动地设置于所述误差补偿运动轨道上的安装平台，所述安装平台具有安装面，所述安装面与agv小车的四轮旋转中心所在平面平行设置；12.用于驱动所述安装平台在所述误差补偿运动轨道运动的水平驱动组件，所述水平驱动组件对所述安装平台的驱动速度可调；13.用于实时获取agv小车速度信息的速度传感器，所述速度传感器用于设置到agv小车的车身上，所述agv小车速度信息为agv小车的当前速度以及当前速度的方向；14.具有控制功能的控制器，所述控制器与所述速度传感器信号连接，用于获得所述agv小车速度信息，所述控制器与所述水平驱动组件控制连接，用于根据所述agv小车速度信息向所述水平驱动组件发出控制指令；15.激光导航仪，所述激光导航仪设置于所述安装面上并可随所述安装平台同步运动。16.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，所述误差补偿运动轨道的端部设置有轨道安装块；还包括有能够对所述轨道安装块进行抬升或者下降的高度驱动装置，所述高度驱动装置固定设置到agv小车的车身上，用于通过所述轨道安装块驱动所述误差补偿运动轨道的倾斜度；还包括有设置到agv小车的车身上的倾斜传感器，所述倾斜传感器用于获取agv小车的车身的倾斜角度并可生成agv小车实时倾斜角度信息；所述倾斜传感器与所述控制器信号连接，由所述控制器接收所述agv小车实时倾斜角度信息，所述控制器与所述高度驱动装置控制连接，用于根据所述agv小车实时倾斜角度信息控制所述高度驱动装置动作，以保持所述误差补偿运动轨道的水平。17.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，所述倾斜传感器设置于所述安装面上，所述倾斜传感器的形心与所述激光导航仪的形心位于同一个轴线上，所述轴线与agv小车直线运行时的运行方向垂直。18.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，所述轨道安装块设置有两个，并分别设置在所述误差补偿运动轨道的两端；所述高度驱动装置设置有两个并分别与两个所述轨道安装块对应设置。19.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，所述误差补偿运动轨道为等直径长直圆柱体结构；所述误差补偿运动轨道设置有至少两个，全部的所述误差补偿运动轨道的轴线位于同一个平行于所述安装面的平面上。20.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，所述安装平台上对应每一个所述误差补偿运动轨道均设置有一个平台孔，于所述平台孔的两端各设置有一个直线轴承，所述安装平台通过所述轴线轴承安装于所述误差补偿运动轨道上。21.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，于所述安装平台的下方设置有第一强力磁铁部件，于所述安装面上并沿所述误差补偿运动轨道的轴线等间隔设置有多个与所述第一强力磁铁部件磁力配合的第二强力磁铁部件；所述第二强力磁铁部件与所述第一强力磁铁部件位于同一个竖直平面内；所述第一强力磁铁部件与所述第二强力磁铁部件磁力配合，用于对所述安装平台施加向下拉的稳定作用力。22.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，所述水平驱动组件包括有固定设置于所述安装面上的齿条、与所述齿条啮合的齿轮以及与所述齿轮动力连接的步进电机，所述步进电机固定设置于所述安装平台上。23.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，所述高度驱动装置为液压缸或者直线电机。24.优选地，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，与所述激光导航仪配合使用有反光板，于所述反光板的底部设置有高度可调的反光板安装台，所述反光板与所述反光板安装球头轴承连接。25.(三)有益效果26.本发明提供了一种agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统，用于实现激光导航仪处于运动状态下，进行测量时的角度误差补偿。该agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统包括：固定设置于agv小车的车身上、并与agv小车直线运行时的运行方向平行的误差补偿运动轨道；可活动地设置于误差补偿运动轨道上的安装平台，安装平台具有安装面，安装面与agv小车的四轮旋转中心所在平面平行设置；用于驱动安装平台在误差补偿运动轨道运动的水平驱动组件，水平驱动组件对安装平台的驱动速度可调；用于实时获取agv小车速度信息的速度传感器，速度传感器用于设置到agv小车的车身上，agv小车速度信息为agv小车的当前速度以及当前速度的方向；具有控制功能的控制器，控制器与速度传感器信号连接，用于获得agv小车速度信息，控制器与水平驱动组件控制连接，用于根据agv小车速度信息向水平驱动组件发出控制指令；激光导航仪，激光导航仪设置于安装面上并可随安装平台同步运动。27.通过上述结构设计，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，本发明设计了一套机械结构系统，能够根据agv小车的实时运动控制激光导航仪进行反向运动，这样即使agv小车处于运动状态，激光导航仪相对于反光元件仍处于静止状态。由于激光导航仪与反光元件之间处于相对静止的状态，那么由激光导航仪获得初始定位数据将完全不存在角度误差。本发明不仅结构设计合理、系统构成简单等优点，还彻底解决了激光导航仪在agv导航系统运动状态下获取的初始定位数据存在误差的问题。附图说明28.图1为本发明实施例中agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统的局部结构示意简图。29.在图1中，部件名称与附图标记的对应关系为：30.误差补偿运动轨道1、安装平台2、激光导航仪3、轨道安装块4、31.高度驱动装置5、倾斜传感器6。具体实施方式32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。33.另外，在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。34.请参考图1，图1为本发明实施例中agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统的局部结构示意简图。35.本发明提供了一种agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统，用于实现激光导航仪3处于运动状态下，进行测量时的角度误差补偿。36.在现有技术中，激光导航仪3安装在agv小车上，在agv小车运动状态下通过激光导航仪3获得定位原始数据，那么就会因为agv小车的运动而造成激光导航仪3的激光束角度存在微小误差。37.本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统(下面简称补偿系统)通过获取agv小车的当前车速，然后控制激光导航仪3反向移动，从而使得激光导航仪3相对于反光元件(反光板或者反光桶)处于静止状态，以此来解决激光导航仪3由于运动(相对于反光元件运动)而存在的初始定位数据有误差的问题。38.在本发明中，该agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统包括有如下组成部分：39.1、固定设置于agv小车的车身上、并与agv小车直线运行时的运行方向平行的误差补偿运动轨道1。40.在本发明的一个具体实施方式中，误差补偿运动轨道1采用了双轨道结构，其作用为向安装平台2(能够在误差补偿运动轨道1上直线行走的部件)提供可靠、稳定地支撑，从而提高安装平台2移动的稳定性。41.优选地，误差补偿运动轨道1整体为等直径长直圆柱体结构。误差补偿运动轨道1采用金属管材制造而成，所选用的金属管材优选为不锈钢管，误差补偿运动轨道1的表面应当光滑、平整。42.在本发明中，即误差补偿运动轨道1整体为等直径长直圆柱体结构的实施例中，误差补偿运动轨道1设置有至少两个(即上述的双轨道结构)，全部的误差补偿运动轨道1的轴线位于同一个平行于安装面(安装面是安装平台2的一个结构)的平面上。43.当然，误差补偿运动轨道1也可以采用其他形状，例如其横截面为矩形、椭圆形、三角形等，当误差补偿运动轨道1的横截面为非圆形结构设计时，在误差补偿运动轨道1上设置有弧度大于1π的直线型凹槽(与误差补偿运动轨道1的轴线平行)，这样在直线型凹槽内装入钢珠，就能够实现安装平台2的可滑动式装配。44.2、可活动地设置于误差补偿运动轨道1上的安装平台2。45.在本发明中，安装平台2采用硬质塑料制造而成，这样即能够保证安装平台2具有可靠的整体刚度，满足其他部件稳定、牢固安装的要求，同时又具有较小的惯性，使得安装平台2能够更快、更好地通过水平驱动组件的驱动进行动作。46.在本发明的一个优选实施方式中，安装平台2为长方形板状结构，在安装平台2的底部设置了凸台式结构，在安装平台2底部的凸台式结构上对应每一个误差补偿运动轨道1均设置有一个平台孔。47.具体地，平台孔为直线型圆孔结构，于平台孔的两端各设置有一个直线轴承，安装平台2通过轴线轴承安装于误差补偿运动轨道1上。48.安装平台2具有安装面，安装面与agv小车的四轮旋转中心所在平面平行设置。在安装到agv小车上后，在agv小车位于平整路面上并处于静态时，安装面为水平状态(本发明可以在安装面上设置一个水平仪，来校正安装面的水平度)。49.3、用于驱动安装平台2在误差补偿运动轨道1运动的水平驱动组件。50.水平驱动组件是一种能够提供快速直线运动的动力装置，水平驱动组件安装到agv小车上，通过水平驱动组件能够驱动安装平台2快速滑动，其中，水平驱动组件对安装平台2的驱动速度可调。51.在本发明的一个具体实施方式中，水平驱动组件包括有固定设置于安装面上的齿条、与齿条啮合的齿轮以及与齿轮动力连接的步进电机，步进电机固定设置于安装平台2上。步进电机是一种能够输出精准旋转角度的驱动装置，当齿轮的齿数固定后，步进电机的旋转与安装平台2之间的移动距离就能够形成一个固定的对应关系，因此，通过控制步进电机的转速，就能够精准控制安装平台2的移动速度。52.当然，为了提高初始定位数据获得的精准性，本发明还可以对agv小车的行驶进行控制，使其运动速度不超过20km/h，并且是匀速行驶。53.4、用于实时获取agv小车速度信息的速度传感器。54.其中，速度传感器用于设置到agv小车的车身上，agv小车速度信息为agv小车的当前速度以及当前速度的方向。55.5、具有控制功能的控制器。56.控制器与速度传感器信号连接，用于获得agv小车速度信息，控制器与水平驱动组件控制连接，用于根据agv小车速度信息向水平驱动组件发出控制指令。57.6、激光导航仪3。58.激光导航仪3采用与传统激光定位系统所使用的激光导航仪3一致。59.激光导航仪3设置于安装面上并可随安装平台2同步运动。60.另外，考虑到工厂内路况的复杂性，如果在获取初始定位数据时agv小车刚好行驶到上坡或者下坡路面时，那么agv小车的车身会发生倾斜，此时就可能会出现反光元件(反光板)漏掉的情况，造成初始定位数据不准确的问题。那么，为了解决该问题，本发明还提供了高度驱动装置5，用于在agv小车发生倾斜时保持误差补偿运动轨道1(激光导航仪3)的水平。61.具体地，本发明在误差补偿运动轨道1的端部设置有轨道安装块4，轨道安装块4由硬质塑料制造而成，通过轨道安装块4能够实现多个误差补偿运动轨道1的相对固定。62.高度驱动装置5能够对轨道安装块4进行抬升或者下降，高度驱动装置5固定设置到agv小车的车身上，用于通过轨道安装块4驱动误差补偿运动轨道1的倾斜度。同时本发明还提供了设置到agv小车的车身上的倾斜传感器6，倾斜传感器6用于获取agv小车的车身的倾斜角度并可生成agv小车实时倾斜角度信息，倾斜传感器6与控制器信号连接，由控制器接收agv小车实时倾斜角度信息，控制器与高度驱动装置5控制连接，用于根据agv小车实时倾斜角度信息控制高度驱动装置5动作，以保持误差补偿运动轨道1的水平。63.具体地，高度驱动装置5为液压缸或者直线电机。64.具体地，倾斜传感器6设置于安装面上，倾斜传感器6的形心与激光导航仪3的形心位于同一个轴线上，轴线与agv小车直线运行时的运行方向垂直。这样倾斜传感器6所获得的agv小车车身的倾斜数据就可以直接使用，无需进行转换，提高了系统的反应速度。65.对于误差补偿运动轨道1的水平调整，可以将误差补偿运动轨道1的一端固定式(固定式是指铰接结构在安装平台2上的固定位置不变)铰接在安装平台2上，对误差补偿运动轨道1的另一端进行高度调整，使得误差补偿运动轨道1保持水平，也可以对误差补偿运动轨道1的两端同时进行高度调整，使得误差补偿运动轨道1保持水平。对于第二种高度调整方式(两端同时进行高度调整)而言，轨道安装块4设置有两个，并分别设置在误差补偿运动轨道1的两端，高度驱动装置5设置有两个并分别与两个轨道安装块4对应设置。66.为了进一步提高安装平台2滑动的平稳性，本发明在安装平台2的下方设置有第一强力磁铁部件，于安装面上并沿误差补偿运动轨道1的轴线等间隔设置有多个与第一强力磁铁部件磁力配合的第二强力磁铁部件，第二强力磁铁部件与第一强力磁铁部件位于同一个竖直平面内，第一强力磁铁部件与第二强力磁铁部件磁力配合，用于对安装平台2施加向下拉的稳定作用力。67.上述结构设计是本发明对激光导航仪3提出的结构方面的改进，同时，本发明还对反光板进行了结构优化：与激光导航仪3配合使用有反光板，于反光板的底部设置有高度可调的反光板安装台，反光板与反光板安装球头轴承连接。68.本发明提供了一种agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统，用于实现激光导航仪3处于运动状态下，进行测量时的角度误差补偿。该agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统包括：固定设置于agv小车的车身上、并与agv小车直线运行时的运行方向平行的误差补偿运动轨道1；可活动地设置于误差补偿运动轨道1上的安装平台2，安装平台2具有安装面，安装面与agv小车的四轮旋转中心所在平面平行设置；用于驱动安装平台2在误差补偿运动轨道1运动的水平驱动组件，水平驱动组件对安装平台2的驱动速度可调；用于实时获取agv小车速度信息的速度传感器，速度传感器用于设置到agv小车的车身上，agv小车速度信息为agv小车的当前速度以及当前速度的方向；具有控制功能的控制器，控制器与速度传感器信号连接，用于获得agv小车速度信息，控制器与水平驱动组件控制连接，用于根据agv小车速度信息向水平驱动组件发出控制指令；激光导航仪3，激光导航仪3设置于安装面上并可随安装平台2同步运动。69.通过上述结构设计，在本发明所提供的agv用机械式激光导航仪运动误差补偿系统中，本发明设计了一套机械结构系统，能够根据agv小车的实时运动控制激光导航仪3进行反向运动，这样即使agv小车处于运动状态，激光导航仪3相对于反光元件仍处于静止状态。由于激光导航仪3与反光元件之间处于相对静止的状态，那么由激光导航仪3获得初始定位数据将完全不存在角度误差。本发明不仅结构设计合理、系统构成简单等优点，还彻底解决了激光导航仪3在agv导航系统运动状态下获取的初始定位数据存在误差的问题。70.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。









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