[实用新型]一种基于激光雷达的室内导航控制系统

说明书

本实用新型提出了一种基于激光雷达的室内导航控制系统，包括：激光雷达、地图构建模块、自主导航模块、控制模块、H桥驱动模块、左侧电机、右侧电机、无线传输模块、远程主机。激光雷达采集点云数据，将点云数据分别传输至的地图构建模块、自主导航模块；地图构建模块通过点云数据得到室内点云地图数据，并分别传输至的自主导航模块、控制模块；自主导航模块根据点云数据、室内点云地图数据产生运动方向信号及运动速度信号并传输至控制模块；控制模块根据运动方向信号控制PWM波电压正负极性，根据运动速度信号控制输出PWM波的占空比；进一步通过H桥驱动模块实现左侧电机、右侧电机的控制。本实用新型能够自主进行路径规划并导航到目的地。

技术领域

本实用新型涉及自动控制与导航领域，尤其涉及一种基于激光雷达的室内导航控制系统。

背景技术

自主定位导航是机器人实现自主行走的必备技术，不管什么类型的机器人，只要涉及到自主移动，就需要在其行走的环境中进行导航定位，但传统的定位导航方法由于智能化水平较低，没有解决定位导航的问题，直至激光雷达的出现，在很大程度上解决了这个难题。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离，这些轮廓信息组成点云并绘制出地图，其精度可达厘米级。在一些恶劣环境如高温、低温、灰尘多、噪声大等有害人类健康的工作场所，搭载了激光雷达的小车可以替代人类，实现物体的运输、环境的监测等。然而市面上现有的运输小车大多智能化程度不高，不能自主导航和定位。因此基于此背景，本实用新型设计了基于单线激光雷达的室内导航小车，能够在位置环境中自主构建2D地图，自动导航，并在构建好的地图中输入目的地坐标，能自主避障到达。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于激光雷达的室内导航小车。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于激光雷达的室内导航控制系统，其特征在于，包括：

激光雷达、地图构建模块、自主导航模块、控制模块、H桥驱动模块、左侧电机、右侧电机、无线传输模块、远程主机；

所述激光雷达分别与所述的地图构建模块、自主导航模块通过有线方式依次连接；所述地图构建模块分别与所述的自主导航模块、控制模块通过有线方式依次连接；所述自主导航模块与所述控制模块通过有线方式连接；所述控制模块与所述H桥驱动模块通过有线方式连接；所述H桥驱动模块分别与所述的左侧电机、右侧通过有线方式依次连接；所述控制模块与所述无线传输模块通过有线方式连接；所述无线传输模块与所述远程主机通过无线方式连接。

所述激光雷达用于采集点云数据，将点云数据分别传输至所述的地图构建模块、自主导航模块；

所述地图构建模块通过点云数据得到室内点云地图数据，并分别传输至所述的自主导航模块、控制模块；

所述自主导航模块根据点云数据、室内点云地图数据产生运动方向信号及运动速度信号并传输至所述控制模块；

所述控制模块根据运动方向信号控制PWM波电压正负极性，根据运动速度信号控制输出PWM波的占空比；

若运动方向信号为左转信号，则通过所述H桥驱动模块传输给所述左侧电机为负极性PWM波、通过所述H桥驱动模块传输给所述右侧电机为正极性PWM波，左侧电机反转，右侧电机正转，实现左转；

若运动方向信号为右转信号，则通过所述H桥驱动模块传输给所述左侧电机为正极性PWM波、通过所述H桥驱动模块传输给所述右侧电机为负极性PWM波，左侧电机正转、右侧电机反转，实现右转；

若为前进信号，则通过所述H桥驱动模块传输给所述的左侧电机、右侧电机均为正极性PWM波，所述的左侧电机、右侧电机均正转实现前进；运动速度信号与PWM波占空比成一定比例关系；

所述控制模块将室内点云地图数据通过无线传输模块，无线传输至所述远程主机。