[发明专利]一种非接触式轨道导向装置及其导向方法

说明书

本发明公开了一种非接触式轨道导向装置及导向方法，包括车身、控制部分、驱动部分、图像采集部分和激光模组部分；驱动部分设置在车身底部并用于驱动车身的运动和转向，激光膜组部分设置在车身前方并用于向车身前方的瓦楞状彩钢板上发射出激光，图像采集部分用于采集车身前方包括激光模组部分发出的激光照射在瓦楞状彩钢板上的激光点在内的图像；控制部分设置在车身上并用于控制驱动部分、图像采集部分和激光模组部分的工作；本发明的导向装置设对激光点的处理简单，提高位置的判断速度，减小环境光的影响，实现机器人在凹凸面导轨上高精度自动导向，使得机器人避免在沿导轨行驶时碰触轨道突起部分，通过点状激光增强辩识度，实现高精度导向。

技术领域

本发明涉及机器人自动导航领域，更具体的说，尤其涉及一种非接触式导轨导向装置及其导向方法。

背景技术

近年来，自主式移动机器人技术在工业、农业、医学及社会服务业等领域显示了越来越广泛的应用前景，因而成为国际机器人学术界研究的热点问题。在自主式移动机器人相关技术的研究中，导航技术是其研究核心。

现阶段，特别需要设计一种机器人导向装置，实现机器人在瓦楞状彩钢板上高精度自动导向装置，受环境光的影响小，使得机器人避免在沿导轨行驶时碰触轨道突起部分。

因此本申请提出一种适用于凹凸面导轨导向装置，通过激光增强辩识度，实现高精度导向的导向装置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有导向装置无法实现在瓦楞状彩钢板上高精度自动导向的问题，提出了一种受环境光影响非常小的非接触式导轨导向装置，该装置适用于凹凸面的导向。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种非接触式轨道导向装置，包括车身、控制部分、驱动部分、图像采集部分和激光模组部分；驱动部分设置在车身底部并用于驱动车身的运动和转向，所述激光膜组部分设置在车身前方并用于向车身前方的瓦楞状彩钢板上发射出激光，所述图像采集部分用于采集车身前方包括激光模组部分发出的激光照射在瓦楞状彩钢板上的激光点在内的图像；所述控制部分设置在车身上并用于控制驱动部分、图像采集部分和激光模组部分的工作；

所述驱动部分包含驱动器、前轮、后轮、前轴承座、后轴承座、链条、主动链轮、从动链轮、前轴、后轴、减速器和步进电机，所述驱动器放置在车身上，驱动电机连接步进电机并驱动步进电机的运动，所述步进电机放置在车身底部，步进电机的输出轴通过减速器连接主动链轮，所述主动链轮通过链条连接从动链轮，所述从动链轮设置在后轴上，所述后轴连接后轮且通过后轴承座固定在车身上；所述前轮连接在前轴上，前轴通过前轴承座固定在车身上；

所述激光模组部分包含两个点状激光模组支架和两个点状激光模组，两个点状激光模组分别通过两个点状激光模组支架安装在车身前端的左右两侧，每个点状激光模组支架上均设置有可以调整点状激光模组竖直方向和水平方向角度的旋转机构；

所述图像采集部分包含CCD摄像头支架和CCD摄像头；所述CCD摄像头通过CCD摄像头支架固定在车身前端中部，且两个点状激光模组支架对称设置在CCD摄像头支架的两侧。

进一步的，驱动部分的步进电机设置有两个，分别用于两个前轮的独立驱动。

进一步的，所述旋转机构包括旋转轴、连接臂和旋转盘，连接臂的一端连接旋转臂的中部，旋转轴上设置有连接臂相配合的螺纹孔，连接臂的另一端设置有外螺纹，连接臂通过外螺纹与螺纹孔的配合安装在旋转轴上，所述旋转轴的两端连接在点状激光模组支架且旋转轴与点状激光模组支架间隙配合。

进一步的，所述减速器为行星减速器。

一种非接触式轨道导向装置的导向方法，使用上述非接触式导轨导向装置来实现，包括如下步骤：

(1)打开两个点状激光模组，调整两个激光模组部分的旋转机构，使两个点状激光模组分别发射出直线形状的激光投射在瓦楞状彩钢板的两条凸起部分棱边上；