专利名称：一种户外移动机器人的导航单元的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机器人导航技术领域，特别涉及一种户外移动机器人的导航单
J Li o
背景技术：
随着计算机技术和传感技术的发 展，移动机器人平台的研究得到广泛关注。近年来，自主移动机器人在工业、农业、医学及社会服务业等领域得到越来越多的重视，成为了机器人学术界研究的热点问题。在自主移动机器人的研究中，导航方法的研究是核心问题。目前常见的导航方式有电磁导航、光反射导航、视觉导航等。其中电磁导航技术简单实用，但成本高，改造和维护困难；视觉导航虽然获得的信息丰富，但是图像处理计算量大，实时性差始终是一个瓶颈问题；光反射导航的原理是在路径上连续铺设光反射条，是一种方式简单、价格便宜的导航系统，但在路径上连续铺设反射条的方式在某些场合下并不适用，因此，这种导航方式还有很大的改进空间。
实用新型内容本实用新型针对上述缺陷公开了一种户外移动机器人的导航单元。它的结构如下第一激光发射板、第一接收板和信号调理电路依次串联连接，第二激光发射板、第二接收板和/[目号调理电路依次串联连接,彳目号调理电路、彳目号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机依次串联连接；第一激光发射板和第二激光发射板分别安装在机器人行走道路的路头和路尾，在机器人的前部和后部分别安装第一接收板和第二接收板，信号调理电路、信号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机均安装在机器人上。所述第一激光发射板和第二激光发射板的结构均为电池供电模块分别连接RS-485通信模块、第一单片机和激光调制发射�？椋谝坏テ囊欢送ü怦盍覴S-485通信�？椋硪欢肆蛹す獾髦品⑸淠？�。所述第一接收板和第二接收板的结构均由24块硅光电池片组成，24块硅光电池片分为上下两排，其中上排为第I上硅光电池片到第12上硅光电池片，下排为 第I下硅光电池片到第12下娃光电池片，第K上娃光电池片和第K下娃光电池片位于同一列，第K上硅光电池片和第K下硅光电池片串联，K为1-12。所述第一单片机为ATtinyll单片机。所述第二单片机为ATmega32单片机。所述编码电路为3片74LS138译码器组成的24线_5线编码电路。本实用新型的有益效果为由于此导航单元只需要在机器人行走的道路的路头和路尾放置激光发射板，无需像传统光学导航方法一样在路径上连续铺设光反射条，因此此导航单元所需材料大大减少，降低了成本。此外在较长的路径上，导航精度不亚于传统的光学导航方法。
图I是本实用新型的结构框图；图2是第一激光发射板和第二激光发射板的结构框图；图3是第一接收板和第二接收板的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。如图I所不,一种户外移动机器人的导航单兀的结构如下第一激光发射板、第一接收板和信号调理电路依次串联连接，第二激光发射板、第二接收板和信号调理电路依次串联连接，信号调理电路、信号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机依 次串联连接；信号调理电路、信号检测电路和编码电路构成编码检测电路，解码电路和第二单片机构成信号处理�？椤５谝患す夥⑸浒搴偷诙す夥⑸浒宸直鸢沧霸诨魅诵凶叩缆返穆吠泛吐肺玻诨魅说那安亢秃蟛糠直鸢沧暗谝唤邮瞻搴偷诙邮瞻澹藕诺骼淼缏�、信号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机均安装在机器人上。如图2所示，第一激光发射板和第二激光发射板的结构均为电池供电�？榉直鹆覴S-485通信�？椤⒌谝坏テ图す獾髦品⑸淠？椋谝坏テ囊欢送ü怦領连接RS-485通信�？椋硪欢肆蛹す獾髦品⑸淠？�。如图3所示，第一接收板和第二接收板的结构均由24块硅光电池片组成，24块硅光电池片分为上下两排，其中上排为第I上硅光电池片到第12上硅光电池片，下排为 第I下娃光电池片到第12下娃光电池片，第K上娃光电池片和第K下娃光电池片位于同一列，第K上硅光电池片和第K下硅光电池片串联，K为1-12。第一单片机为ATtinyll单片机。第二单片机为ATmega32单片机。编码电路为3片74LS138译码器组成的24线-5线编码电路。本实用新型的工作过程如下在第一激光发射板和第二激光发射板中，电池供电�？槊子肔M1117-5将电池输出稳压到5V后，为第一激光发射板或第二激光发射板供电(为RS-485通信�？椤⒌谝坏テ图す獾髦品⑸淠？樘峁┑缭�)，RS-485通信�？橛敫浇缆返姆⑸浒逋ㄐ�(每个机器人占用一个机器人行走道路，附近道路是指附近的机器人行走道路)，光耦I起到光电隔离的作用(指隔离第一单片机和RS-485通信�？�)，激光调制发射�？樽坝腥黾す夤埽谝坏テ刂迫黾す夤艿牡髦坪头⑸洌梢酝ü谝坏テ刂普馊黾す夤艿耐ǘ弦约胺⑸浼す獾钠德�。第一激光发射板和第二激光发射板发送固定频率(回避太阳光线的干扰，比如设定为180KHZ)的激光，第一接收板和第二接收板分别接受来自第一激光发射板和第二激光发射板的信号(激光信号)，第一接收板和第二接收板上共输出24路信号(第一接收板和第二接收板各自输出12路信号，因为第一接收板或第二接收板中，第K上硅光电池片和第K下硅光电池片串联，两者共输出一路信号)，信号调理电路包括信号放大电路和滤波电路，可将直流信号滤除，同时将太阳光中电磁波的高频信号滤除，第一接收板和第二接收板上输出的24路信号经信号调理电路变换成稳定的TTL电平，信号检测电路检测这24路信号(第一接收板和第二接收板各自输出的12路信号经信号调理电路变换后输出的信号)中哪一路为高电平信号，编码电路将上述检测结果编码成5位二进制数，并将编码结果传送给信号处理�？椤＝饴氲缏方票嗦虢峁馕龊蟠透诙テ傻� 二单片机根据解码结果，计算出机器人当前的朝向角和在水平方向上的位置坐标。
权利要求1.一种户外移动机器人的导航单元，其特征在于，它的结构如下第一激光发射板、第一接收板和信号调理电路依次串联连接，第二激光发射板、第二接收板和信号调理电路依次串联连接，信号调理电路、信号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机依次串联连接; 第一激光发射板和第二激光发射板分别安装在机器人行走道路的路头和路尾，在机器人的前部和后部分别安装第一接收板和第二接收板，信号调理电路、信号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机均安装在机器人上。
2.根据权利要求I所述的ー种户外移动机器人的导航单元，其特征在于，所述第一激光发射板和第二激光发射板的结构均为电池供电�？榉直鹆覴S-485通信�？�、第一单片机和激光调制发射�？椋谝坏テ囊欢送ü怦�(I)连接RS-485通信�？椋硪欢肆蛹す獾髦品⑸淠？�。
3.根据权利要求I所述的ー种户外移动机器人的导航单元，其特征在于，所述第一接收板和第二接收板的结构均由24块硅光电池片组成，24块硅光电池片分为上下两排，其中上排为第I上硅光电池片到第12上硅光电池片，下排为第I下硅光电池片到第12下硅光电池片，第K上娃光电池片和第K下娃光电池片位于同一列,第K上娃光电池片和第K下娃光电池片串联，K为1-12。
4.根据权利要求I所述的ー种户外移动机器人的导航单元，其特征在于，所述第一单片机为ATtinyll单片机。
5.根据权利要求I所述的ー种户外移动机器人的导航单元，其特征在于，所述第二单片机为ATmega32单片机。
6.根据权利要求I所述的ー种户外移动机器人的导航单元，其特征在于，所述编码电路为3片74LS138译码器组成的24线-5线编码电路。
专利摘要本实用新型公开了属于机器人导航技术领域的一种户外移动机器人的导航单元。它的结构如下第一激光发射板、第一接收板和信号调理电路依次串联连接，第二激光发射板、第二接收板和信号调理电路依次串联连接，信号调理电路、信号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机依次串联连接；第一激光发射板和第二激光发射板分别安装在机器人行走道路的路头和路尾，在机器人的前部和后部分别安装第一接收板和第二接收板，信号调理电路、信号检测电路、编码电路、解码电路和第二单片机均安装在机器人上。本实用新型的有益效果为此导航单元所需材料大大减少，降低了成本。此外在较长的路径上，导航精度不亚于传统的光学导航方法。
文档编号G01C21/00GK202442716SQ201220010809
公开日2012年9月19日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者余弦, 张学龙, 朱耀春, 李大伟, 李晓, 王艳萍, 赵巍伟, 郇凯翔, 郝世昱, 雷少博 申请人:华北电力大学
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