一种用于自动搬运车的无线定位装置的制作方法

本实用新型涉及一种无线定位装置，尤其涉及一种用于仓储环境的自动搬运车的无线定位装置。

背景技术：

货物自动分拣、搬运是智能化仓储的一个重要特点。分拣后的货物通过自动搬运车自动运送至预先规定的区域。如何引导自动搬运车将货物运送至规定区域，对自动搬运车进行实时定位导航是一种常用的技术手段。在现有技术中，自动搬运车通常安置有卫星定位装置，通过卫星定位的方式对自动搬运车进行位置解算、自动导航。由于卫星导航系统所发射的卫星导航信号工作在微波频段，微波频段的电磁波信号具有直线传播和易受遮挡的特点。因此，工作在仓储区域内的自动搬运车所接收到的卫星导航信号由于受仓储建筑的遮挡影响，导致仓储室内卫星导航信号微弱，会造成定位实时性差、位置解算误差大的现象，从而导致自动搬运车将货物运送至错误区域的事情时有发生。

因此，设计一种自动搬运车的无线定位装置，能够实现实时定位，提高定位精度，能够正确引导自动搬运车行走路线，是现有自动搬运车的无线定位装置需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种自动搬运车的无线定位装置，通过合理设置，能够实现实时定位，提高定位精度，能够正确引导自动搬运车行走路线。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种用于自动搬运车的无线定位装置。所述无线定位装置包括壳体，所述壳体内设置有无线收发模块、电源模块和可编程逻辑器件；所述电源模块与所述无线收发模块和所述可编程逻辑器件相连接提供电源；所述无线收发模块与所述可编程逻辑器件相连接；所述可编程逻辑器件内置有测量信号产生模块、时间基准模块、时间差计算模块和位置解算模块；所述时间差计算模块与所述无线收发模块、时间基准模块和位置解算模块相连接；所述测量信号产生模块与所述无线收发模块、时间基准模块相连接；所述位置解算模块与位置数据输出接口相连接；所述位置数据输出接口固定设置在所述壳体的侧面；所述无线收发模块通过无线信道与设置在仓储内的多个位置基准站相连接交换数据。

进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述无线收发模块包括无线发射单元和无线接收单元，所述无线发射单元和所述无线接收单元均工作在无线wifi频段。

进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述可编程逻辑器件采用altera公司的cyclone系列fpga可编程逻辑器件。

进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述壳体为长方体；所述壳体侧面设置有标准usb电源接口，所述usb电源接口与所述电源模块相连接。

进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述壳体上表面设置有多个散热孔。

进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述时间基准模块设置有晶振。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

在本实用新型所公开的技术方案中，通过测量与设置在仓储内位置基准站的距离差，采用双曲线定位方法，实现了自动搬运车的无线定位。所述定位装置所依据的无线电信号，其信号传播均在仓储室内，从而避免了仓储建筑的遮挡影响。与现有技术相比，本实用新型所设计的无线电定位装置工作稳定、接收信号强、定位实时性强、位置解算精度高，从而能够正确引导自动搬运车按预定的行走路线行驶。进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述实现的定位解算模块采用可编程逻辑器件进行实现，其内置有定位解算处理软件，可根据后续需要，通过更改内置的软件，可实现对定位解算性能的调整，便于升级改造，功能可扩展性较强。

本实用新型的其它优点和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本实用新型实施例所公开的无线定位装置壳体外部示意图。

图2是本实用新型实施例所公开的无线定位装置组成示意图。

图3是本实用新型实施例所公开的无线定位装置内部交联关系示意图。

其中，附图标记与部件名称的对应关系如下：

壳体1、无线收发模块2、电源模块3、可编程逻辑器件4、位置数据输出接口5、usb电源接口6、散热孔7、测量信号产生模块401、时间基准模块402、时间差计算模块403和位置解算模块404。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在现有技术中，自动搬运车通常安置有卫星定位装置，通过卫星定位的方式对自动搬运车进行位置解算、自动导航。由于卫星导航系统所发射的卫星导航信号工作在微波频段，微波频段的电磁波信号具有直线传播和易受遮挡的特点。因此，工作在仓储区域内的自动搬运车所接收到的卫星导航信号由于受仓储建筑的遮挡影响，导致仓储室内卫星导航信号微弱，会造成定位实时性差、位置解算误差大的现象，从而导致自动搬运车将货物运送至错误区域的事情时有发生。

为了解决现有技术中存在的技术问题，发明人从仓储室内无线定位的角度入手，基于室内多基站定位的方式，设计了用于仓储环境的自动搬运车无线定位装置。在仓储室内，设置有多个已知位置的位置基准站，所述位置基准站按照自动搬运车的预定行动路线，设置在所述预定行动路线的两侧。按照到达时间差测量方法(tdoa,timedifferenceofarrival)，也称为双曲线定位方法，自动搬运车向布置在行动路线两侧的多个位置基准站发送无线电信号，通过计算测量所述自动搬运车所发送信号到达所述接收信号的多个位置基准站的时间差，根据时间与距离的换算关系，通过计算所述自动搬运车与三个以上已知位置的位置基准站的距离差，按照双曲线定位原理，从而可计算出所述自动搬运车的位置，从而实现对所述自动搬运车的自动引导，按照预定货物存储区域完成货物搬运，从而解决现有技术中存在的技术问题。关于到达时间差测量方法(tdoa)是已经成熟的现有技术，对于本领域的技术人员来说都是可获知的，这里不再赘述。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型实施例公开了一种用于自动搬运车的无线定位装置。如图1、图2所示，所述无线定位装置包括壳体1，所述壳体1内设置有无线收发模块2、电源模块3和可编程逻辑器件4；所述电源模块3与所述无线收发模块2和所述可编程逻辑器件4相连接提供电源；所述无线收发模块2与所述可编程逻辑器件4相连接；所述可编程逻辑器件4内置有测量信号产生模块401、时间基准模块402、时间差计算模块403和位置解算模块404；所述时间差计算模块403与所述无线收发模块2、时间基准模块402和位置解算模块404相连接；所述测量信号产生模块401与所述无线收发模块2、时间基准模块402相连接；所述位置解算模块404与位置数据输出接口5相连接；所述位置数据输出接口5固定设置在所述壳体1的侧面；所述无线收发模块2通过无线信道与设置在仓储内的多个位置基准站相连接交换数据。

在本实用新型实施例所公开的技术方案中，所述无线收发模块2通过无线信道向设置在仓储内自动搬运车预定运行路线两侧的多个位置基准站相连接，发送测量信号；根据到达时间差测量方法(tdoa)，所述无线收发模块2仅需向三个位置基准站发送测量信号即可。所述测量信号由所述测量信号产生模块401生成，并经由所述无线收发模块2进行发射。所述测量信号产生模块401，按照预定的信号帧格式产生含有时间起始标志位的测量信号，并根据时间基准模块402所产生的时间基准信号将所述时间标志位设置在所述测量信号帧的相应数字位中。所述时间基准模块402将产生的时间基准信号输出至所述测量信号产生模块401及时间差计算模块403。关于如何产生测量信号帧，在现有技术中是已经非常成熟的技术，对于本领域的技术人员来说是可获知的技术知识，这里不再赘述。

在本实用新型实施例所公开的技术方案中，自动搬运车两侧的位置基准站接收到所述无线收发模块2所发射的测量信号后，将其再发射至所述无线收发模块2，这等同于所述测量信号被反射回无线定位装置。所述无线收发模块2将接收到的测量信号经放大等信号处理后，再输送至时间差计算模块403。所述时间差计算模块403接收处理所述测量信号，并根据时间基准模块402所产生的时间基准、测量信号帧中的时间起始标志位以及信号到达时间，计算所述测量信号所经历的信号传输时间，所述信号传输时间除以2，就是测量信号从所述无线定位装置至所述位置基准站的单程信号传输时间。按照上述过程，所述无线定位装置向多个位置基准站发射测量信号，并经所述时间差计算模块计算出测量信号的传输时间，从而能够计算出所述无线定位装置向不同的位置基准站发射测量信号时，所述测量信号的信号传输时间差。所述时间差计算模块将其所计算的时间差信号输出至所述位置解算模块。所述位置解算模块根据到达时间差测量方法(tdoa)，按照双曲线定位原理，解算出当前的位置。所述位置解算模块将所解算的位置输出至位置数据输出接口。自动搬运车的导航系统通过所述位置数据输出接口相连接，获得当前位置信息，然后再根据预先设置的规划路线进行正确导航。通过上述分析过程可知，本实用新型实施例所公开的技术方案是可行的，其所涉及到的技术原理在现有技术中是已知，是本领域的技术人员可获知的，关于其具体实现的技术细节均可通过现有技术实现，这里不再赘述。

进一步，在本实用新型实施例所公开的技术方案中，所述无线收发模块2包括无线发射单元和无线接收单元，所述无线发射单元和所述无线接收单元均工作在无线wifi频段。所述无线收发模块2工作在无线wifi频段，信号传输稳定，且现有技术成熟，是货架产品，产品成本低。

进一步，在本实用新型实施例所公开的技术方案中，所述可编程逻辑器件4采用altera公司的cyclone系列fpga可编程逻辑器件。所述实现的定位解算相关的测量信号产生模块、时间差计算模块、位置解算模块等均可采用编程逻辑器件进行实现，通过软件无线电技术，通过编程的方式，用软件实现硬件功能，且可根据后续需要，通过更改内置的软件，可实现对定位解算性能的调整，便于升级改造，功能可扩展性较强。

进一步，在本实用新型实施例所公开的技术方案中，所述壳体1为长方体；所述壳体1侧面设置有标准usb电源接口6，所述usb电源接口6与所述电源模块3相连接。

进一步，在本实用新型实施例所公开的技术方案中，为了便于检测装置散热，提高工作可靠性，所述壳体1上表面设置有多个散热孔7。

进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述时间基准模块402设置有晶振，所述晶振用于产生时间基准信号。

进一步，在本实用新型所公开的技术方案中，所述位置数据输出接口5采用rs232接口规格；通过所述位置数据输出接口5，将计算得到的自动搬运车的位置信息输出至相关的导航设备，为自动搬运车进行导航。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列的运用方式。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。