一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法。包括電子羅盤(pán)模塊，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊，位置計(jì)算模塊和控制中心模塊，位置計(jì)算模塊的位置定位計(jì)算包括：將小車(chē)的車(chē)輪外表面周長(zhǎng)和車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)相乘得到小車(chē)在該方向的行進(jìn)路程；以出發(fā)點(diǎn)、向東和向北分別作為原點(diǎn)、X軸和Y軸；從出發(fā)點(diǎn)根據(jù)某方向下的行進(jìn)路程以及該方向與X、Y軸的夾角得到相對(duì)于原點(diǎn)的坐標(biāo)增量，得到實(shí)時(shí)坐標(biāo)；繼續(xù)另一方向行駛，根據(jù)該方向的行駛路程以及該方向與X、Y軸的夾角得到新的坐標(biāo)增量，加上改變方向前的坐標(biāo)得到新坐標(biāo)，以此重復(fù)得到小車(chē)的實(shí)時(shí)位置。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)位置的自身位置確定，在已知環(huán)境區(qū)域可以通過(guò)程序控制來(lái)使小車(chē)行駛到目標(biāo)位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小車(chē)行走定位方法，尤其是一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，智能技術(shù)越來(lái)越多的使用到生產(chǎn)、生活當(dāng)中。智能行走小車(chē)作為智能移動(dòng)的載體被廣泛的研究。本發(fā)明設(shè)計(jì)的智能小車(chē)可以不用GPS定位技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的定位。并且由于GPS定位的誤差較大，不適于小車(chē)的精確定位。而本發(fā)明通過(guò)電子羅盤(pán)的實(shí)時(shí)方向確定和在該方向上行駛的路程來(lái)計(jì)算出小車(chē)相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的位置，從而使小車(chē)可以實(shí)時(shí)確定自己的相對(duì)位置。在已知環(huán)境區(qū)域，可以通過(guò)程序控制小車(chē)在可行走路徑下行駛到目標(biāo)位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法，該小車(chē)可以利用電子羅盤(pán)來(lái)確定自身的位置，使小車(chē)的行駛可以得到準(zhǔn)確的控制。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明方法的智能小車(chē)包括電子羅盤(pán)模塊，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊，位置計(jì)算模塊和控制中心模塊，具體包括:
電子羅盤(pán)模塊獲取記錄小車(chē)的行駛方向信息將其轉(zhuǎn)換為方向信號(hào)并傳送給位置計(jì)算模塊；控制中心模塊向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊發(fā)出信號(hào)，控制小車(chē)車(chē)輪行駛；位置計(jì)算模塊由接收得到的電子羅盤(pán)模塊的方向信號(hào)和控制中心模塊的行駛控制信號(hào)來(lái)計(jì)算小車(chē)的位置進(jìn)行定位，并將小車(chē)位置信息傳輸給控制中心模塊:
所述的位置計(jì)算模塊中，對(duì)小車(chē)的位置定位計(jì)算具體采用以下方法:
O計(jì)算行進(jìn)路程:當(dāng)小車(chē)沿某方向行駛時(shí)，將小車(chē)的車(chē)輪外表面周長(zhǎng)和車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)相乘得到小車(chē)在該方向的行進(jìn)路程。
[0005]2)以小車(chē)的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)，以向東為X軸的正半軸方向，以向北為Y軸的正半軸方向，由原點(diǎn)、X軸和Y軸構(gòu)建平面坐標(biāo)系；
小車(chē)從出發(fā)點(diǎn)沿一方向行駛，根據(jù)該方向下的行進(jìn)路程以及該方向分別與X、Y軸的夾角得到小車(chē)相對(duì)于原點(diǎn)的坐標(biāo)增量，得到坐標(biāo)J;
當(dāng)小車(chē)改變方向沿另一方向行駛，根據(jù)該方向的行駛路程以及該方向分別與X、Y軸的夾角得到小車(chē)在該方向上新的坐標(biāo)增量，將新的坐標(biāo)增量加上在改變方向前的坐標(biāo)J得到新坐標(biāo)K，以此重復(fù)得到小車(chē)的實(shí)時(shí)位置。
[0006]所述的電子羅盤(pán)模塊通過(guò)檢測(cè)地磁場(chǎng)方向來(lái)獲取小車(chē)的行駛方向信息，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的方向信號(hào)。
[0007]所述的步驟I)中的車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)由控制中心模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)和步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)得到。
[0008]本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)位置的自身位置確定，在已知環(huán)境區(qū)域可以通過(guò)程序控制來(lái)使小車(chē)行駛到目標(biāo)位置。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明位置定位計(jì)算的流程圖。
[0010]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的小車(chē)行駛路線圖。
[0011]圖3是本發(fā)明各模塊之間的關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]本發(fā)明方法的智能小車(chē)包括電子羅盤(pán)模塊，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊，位置計(jì)算模塊和控制中心模塊，方法具體包括:
電子羅盤(pán)模塊獲取記錄小車(chē)的行駛方向信息轉(zhuǎn)換為方向信號(hào)并傳送給位置計(jì)算模塊；控制中心模塊向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊發(fā)出信號(hào)，控制小車(chē)車(chē)輪行駛；位置計(jì)算模塊由接收得到的電子羅盤(pán)模塊的方向信號(hào)和控制中心模塊的行駛控制信號(hào)來(lái)計(jì)算小車(chē)的位置進(jìn)行定位，并將小車(chē)位置信息傳輸給控制中心模塊:
所述的位置計(jì)算模塊中，對(duì)小車(chē)的位置定位計(jì)算具體采用以下方法:
O計(jì)算行進(jìn)路程:當(dāng)小車(chē)沿某方向行駛時(shí)，將小車(chē)的車(chē)輪外表面周長(zhǎng)和車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)相乘得到小車(chē)在該方向的行進(jìn)路程。
[0014]2)以小車(chē)的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)，以向東為X軸的正半軸方向，以向北為Y軸的正半軸方向，由原點(diǎn)、X軸和Y軸構(gòu)建平面坐標(biāo)系；
如圖1所示，小車(chē)從出發(fā)點(diǎn)由控制中心模塊控制沿著一方向行駛，根據(jù)該方向下的行進(jìn)路程以及該方向分別與X、Y軸的夾角得到小車(chē)相對(duì)于原點(diǎn)的坐標(biāo)增量，得到坐標(biāo)J ；當(dāng)小車(chē)改變方向沿著另一方向行駛，根據(jù)該方向的行駛路程以及該方向分別與X、Y軸的夾角得到小車(chē)在該方向上新的坐標(biāo)增量，將新的坐標(biāo)增量加上在改變方向前的坐標(biāo)J得到新坐標(biāo)K，以此重復(fù)得到小車(chē)的實(shí)時(shí)位置。
[0015]所述的電子羅盤(pán)模塊通過(guò)檢測(cè)地磁場(chǎng)方向來(lái)獲取小車(chē)的行駛方向信息，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的方向信號(hào)。
[0016]所述的步驟I)中的車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)由控制中心模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)和步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)得到。
[0017]所述的控制中心模塊中向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊發(fā)出控制信號(hào)并將控制信號(hào)傳輸給位置計(jì)算模塊，與此同時(shí)接收位置計(jì)算模塊發(fā)出的實(shí)時(shí)位置信號(hào)。
[0018]所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊包括環(huán)形脈沖分配器、功率放大器和步進(jìn)電機(jī)，環(huán)形脈沖分配器從控制中心模塊得到控制信號(hào)并輸出相應(yīng)脈沖電流給功率放大器，功率放大器將環(huán)形脈沖分配器發(fā)出的脈沖電流放大來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車(chē)車(chē)輪來(lái)控制行駛方向和速度。
[0019]本發(fā)明的電子羅盤(pán)模塊可通過(guò)內(nèi)置的三軸磁阻傳感器檢測(cè)地磁場(chǎng)方向。三軸磁阻傳感器可采用霍尼韋爾公司的三軸磁阻傳感器HMC5883LBY。
[0020]本發(fā)明的具體實(shí)施例如下:
圖2所示，小車(chē)從起點(diǎn)位置出發(fā)，行駛方向在行駛過(guò)程中改變，小車(chē)的位置計(jì)算模塊記錄行駛方向改變時(shí)的坐標(biāo)并實(shí)時(shí)計(jì)算新的位置坐標(biāo)。
[0021]小車(chē)的起點(diǎn)坐標(biāo)為(0，0)，在控制中心的指令下，小車(chē)行駛到J點(diǎn)，起點(diǎn)到J點(diǎn)的路程為500_，起點(diǎn)到J點(diǎn)的方向與X軸負(fù)半軸的夾角為30度。J點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)在X、Y方向上的坐標(biāo)增量為-433.01和250，則J點(diǎn)坐標(biāo)為(-433.01，250)。以此類(lèi)推，可以計(jì)算得拐點(diǎn)K、M的坐標(biāo)以及小車(chē)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)。
[0022]圖3所示，電子羅盤(pán)模塊向位置計(jì)算模塊單向傳遞方向信息，位置計(jì)算模塊向控制中心模塊傳遞位置信息，控制中心模塊向位置計(jì)算模塊和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊傳遞控制信息。
[0023]上述【具體實(shí)施方式】用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法，智能小車(chē)包括電子羅盤(pán)模塊，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊，位置計(jì)算模塊和控制中心模塊，其特征在于該方法具體包括: 電子羅盤(pán)模塊獲取記錄小車(chē)的行駛方向信息將其轉(zhuǎn)換為方向信號(hào)并傳送給位置計(jì)算模塊；控制中心模塊向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊發(fā)出信號(hào)，控制小車(chē)車(chē)輪行駛；位置計(jì)算模塊由接收得到的電子羅盤(pán)模塊的方向信號(hào)和控制中心模塊的行駛控制信號(hào)來(lái)計(jì)算小車(chē)的位置進(jìn)行定位，并將小車(chē)位置信息傳輸給控制中心模塊: 所述的位置計(jì)算模塊中，對(duì)小車(chē)的位置定位計(jì)算具體采用以下方法: 1)計(jì)算行進(jìn)路程:當(dāng)小車(chē)沿某方向行駛時(shí)，將小車(chē)的車(chē)輪外表面周長(zhǎng)和車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)相乘得到小車(chē)在該方向的行進(jìn)路程； 2)以小車(chē)的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)，以向東為X軸的正半軸方向，以向北為Y軸的正半軸方向，由原點(diǎn)、X軸和Y軸構(gòu)建平面坐標(biāo)系； 小車(chē)從出發(fā)點(diǎn)沿一方向行駛，根據(jù)該方向下的行進(jìn)路程以及該方向分別與X、Y軸的夾角得到小車(chē)相對(duì)于原點(diǎn)的坐標(biāo)增量，得到坐標(biāo)J; 當(dāng)小車(chē)改變方向沿另一方向行駛，根據(jù)該方向的行駛路程以及該方向分別與X、Y軸的夾角得到小車(chē)在該方向上新的坐標(biāo)增量，將新的坐標(biāo)增量加上在改變方向前的坐標(biāo)J得到新坐標(biāo)K，以此重復(fù)得到小車(chē)的實(shí)時(shí)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法，其特征在于:所述的電子羅盤(pán)模塊通過(guò)檢測(cè)地磁場(chǎng)方向來(lái)獲取小車(chē)的行駛方向信息，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的方向信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤(pán)的智能小車(chē)行走定位方法，其特征在于:所述的步驟I)中的車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)由控制中心模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)和步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)得到。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104049635SQ201410319367
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】趙亮, 張義德 申請(qǐng)人:浙江海曼機(jī)器人有限公司