[发明专利]一种基于激光测距的二维空间引导定位方法

说明书

一种基于激光测距的二维空间引导定位方法,其主要装置为安装在移动平台上的激光测距单元，其包含四个激光位移传感器，对移动平台与定位座的距离进行测量。本发明的定位方法为：移动平台通过不断获取激光位移传感器的实测值,时刻计算所需的旋转角度和偏航方向，并按计算的结果运动到目标位姿，实现移动平台在定位座内的精确定位。本发明的优点在于：1）采用激光测距传感器作为定位测量装置，定位精度高、使用适应性强、成本低廉；2）定位过程中采用粗调整与精调整相结合的方式，既能保证定位的快速性、又能保证定位的准确性；3）适用对象广泛，可对航空、汽车等大型部件的自动化转站运输中提供精确定位的功能。

技术领域

本发明涉及一种飞机构件自动化运输转站定位领域，具体地说是一种基于激光测距的二维空间引导定位方法。

背景技术

在信息时代的今天，随着计算机软、硬件科技的迅猛发展，机器人技术有效的结合人工智能技术、计算机技术、自动控制等多个领域的技术，并得到了很大的突破，在各种领域中都得到了广泛的应用，掀起了机器换人的变革。目前在飞机装配领域，由于飞机构件通常尺寸较大以及构件在运输转站的过程中需要准确到达目标位置等一系列要求，而传统的人工转站方式存在劳动强度大，安全性差等问题，也不能保证转站的定位精度，因此，采用移动平台搭载导航定位系统进行飞机构件的自动化转站能很好地满足这些需求。实践表明，提高运输效率能很大程度上提高生产效率，所以移动平台的应用越来越受到企业的重视。

移动平台是一种自动化的无人驾驶的智能化搬运设备，其采用麦克纳姆轮,可以在平面内沿任意角度移动，具有零转弯半径、方向切换迅速的优势，可以在有限空间内灵活移动。移动平台常用的导航方式有激光雷达导航、电磁导航、磁带导航、视觉导航等，这些导航方式能够使移动平台沿预先设定的路线行驶，但这些方式运行精度低，价格高昂，以常见的激光雷达导航为例，其单套成本均在万元以上，且定位精度受环境影响很大，无法做到移动平台在目标位置的准确定位，使得移动平台在飞机构件运输转站定位的应用中带来了许多限制。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容

本发明的目的是针对现有的移动平台定位精度差、定位速度慢、定位设备成本高昂、结构复杂的问题，发明一种低成本的利用多个激光测距传感器作为测量单元的基于激光测距的二维空间引导定位方法，以有效解决移动平台无法精确定位的这类问题。

本发明的技术方案是：

一种基于激光测距的二维空间引导定位方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，在移动平台上安装一个由激光位移传感器组成的激光测距单元，该激光位移传感器用于测量移动平台的三个面相对于移动平台定位座之间的距离并发送到控制中心作为定位的依据；

其次，首次定位前，先将理想情况下完成定位时的测距传感器的测量值设为最终的目标值，并保证此时每个激光位移传感器均在测量范围之内，然后设置移动平台的调整阈值，即认为当调整后的移动平台的位姿与目标位姿的误差在此阈值范围内时定位完成；

第三，当移动平台定位开始时，必须满足移动平台的每个激光位移传感器均在测量范围之内这个条件，之后移动平台开始执行定位过程；

第四，移动平台首先进行姿态调整，即以自身的几何中心进行旋转运动，旋转量的大小和方向由移动平台的实际姿态与目标姿态决定，记为旋转角度Δα，当移动平台的实际姿态与目标姿态的差值满足设置的阈值范围时，移动平台立即停止运动，表明姿态调整完成；

第五，移动平台其次进行位置调整，移动平台先判断是否是第一次位置调整，若是第一次位置调整，则进行粗调整；若不是第一次位置调整，则进行精调整；