一种无人驾驶电机车二维码定位装置的制作方法

1.本实用新型提供一种定位装置，特别是一种无人驾驶电机车二维码定位装置，设于矿山机械自动化运行技术领域。


背景技术：

2.在地表无人驾驶中，利用包括导航定位信息、环境信息、自身的位姿信息及运动状态信息等传感器检测周围环境和自身状态，以精确控制车辆的速度和转向，实现车辆的无人驾驶。在地表无人驾驶系统中可通过gps、惯性制导、里程计、摄像头、激光雷达等传感器获取车辆位置信息，但对于在井下行驶的无人驾驶车辆，会因没有信号或信号微弱而无法获得车辆准确的位置信息。为此现有井下行驶的无人驾驶车辆大多采用rfid射频标签实现区域定位。该定位方式存在以下缺点：受金属、水等环境因素影响，难于准确获取射频读写器的数据，特别是金属矿山影响尤为严重，因射频标签安装在机车运行的轨道上方，会因机车掉道而损坏射频标签，同时还会因堆积灰尘、杨尘而影响数据的准确采集，为此需要在无人驾驶区域进行喷淋除尘处理，以保证巷道光线环境，但这样一来又会使射频标签出现积水、产生雾汽而影响数据的准确采集，仍然难于对车辆进行定位。因此有必要对现有技术加以改进。


技术实现要素：

3.为解决现有井下无人驾驶系统采用rfid射频标签进行区域定位存在的多种问题，本实用新型提供一种无人驾驶电机车二维码定位装置。
4.本实用新型通过下列技术方案完成：一种无人驾驶电机车二维码定位装置，包括设于车体上的图像识别器、车载控制器，以及设于行驶通道侧壁上的二维码，其特征在于图像识别器包括主控器，以及与主控器相连的图像采集器、电源、tf卡存储器、usb调试器和rs485通信器，rs485通讯器与车载控制器信号连接，以便当电机车行驶至安装有二维码的通道时，图像采集器实时读取通道侧壁上的二维码信息，将二维码信息发送至主控器，通过主控器中的常规程序对二维码进行识别，实时获得当前二维码所处位置数据，并通过rs485通讯器将该位置数据发送至常规车载控制器，车载控制器解析该位置数据后，控制无人驾驶电机车在该位置区域内加速或减速或转弯行驶。
5.所述主控器是型号为m101c的集成电路芯片，其中的56、57、58脚与电源相连；21、22、23、24、25、26、31、238脚与tf卡存储器相连；29、30、34、129、133、134、135、137、144、145、146、147、149、150脚与图像采集器相连；27、28、63脚与usb调试器相连；214、244脚与rs485通信器相连。
6.所述主控器具有mipi-csi接口及usart接口。
7.所述电源采用24v直流输入，通过型号为cx8852的开关电源芯片转化为5v直流电源，5v直流电源经过tps4328转换为4v电源，整流滤波后给主控器供电。
8.所述rs485通讯器的型号为sp3485芯片，其1脚、4脚通过ttl电平与型号为
txs0108epw的电平转换芯片的18脚、20脚相连，电平转换芯片的3脚、1脚与主控器的214脚、244脚相连，实现二维码数据的上传。
9.所述图像采集器为具有mipi_csi接口的ov5640-mipi芯片，具有500w像素、2592*1944的分辨率，其5脚、6脚、7脚、8脚、10脚、11脚、12脚、13脚、15脚、16脚、17脚、19脚、21脚、22脚分别与主控器的135脚、30脚、134脚、29脚、129脚、150脚、137脚、149脚、146脚、133脚、147脚、144脚、145脚、34脚相连，实现通道内二维码图像数据的采集。
10.所述tf卡存储器为micro_sd_card，其1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、7脚、8脚、9脚分别与主控器的25脚、26脚、21脚、31脚、22脚、23脚、24脚、238脚相连，实现参数的存储。
11.所述usb调试器为usb_b_mini接口的usb接头，其1脚、2脚、3脚分别与主控器的63脚、28脚、27脚相连，用来实现硬件及算法调试。
12.本实用新型具有下列优点和效果：采用上述方案，使用精度较高的二维码，可将最小定位误差控制在5cm以内。并且高分辨率的摄像头对二维码识别率较高，受到环境影响也较传统的rfid射频标签要小，无人驾驶车辆安全性得到提高。实为一理想的定位装置。
附图说明
13.图1为本实用新型之结构图示意图；
14.图2为电路方框图；
15.图3为主控器电路图；
16.图4为电源电路图；
17.图5为rs485通信器电路图；
18.图6为图像采集器电路图；
19.图7为tf卡存储器电路图；
20.图8为usb调试器电路图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
22.如图1—图7所示，本实用新型提供的无人驾驶电机车二维码定位装置，包括设于车头1上的图像识别器3、车载控制器2，以及设于行驶通道侧壁上的二维码4，其特征在于图像识别器包括主控器，以及与主控器相连的图像采集器、电源、tf卡存储器、usb调试器和rs485通信器，rs485通讯器与车载控制器信号连接；
23.所述主控器是型号为m101c的集成电路芯片，其中的56、57、58脚与电源相连；21、22、23、24、25、26、31、238脚与tf卡存储器相连；29、30、34、129、133、134、135、137、144、145、146、147、149、150脚与图像采集器相连；27、28、63脚与usb调试器相连；214、244脚与rs485通信器相连；
24.所述主控器具有mipi-csi接口及usart接口；
25.所述电源采用24v直流输入，通过型号为cx8852的开关电源芯片转化为5v直流电源，5v直流电源经过tps4328转换为4v电源，整流滤波后给主控器供电。
26.所述rs485通讯器的型号为sp3485芯片，其1脚、4脚通过ttl电平与型号为txs0108epw的电平转换芯片的18脚、20脚相连，电平转换芯片的3脚、1脚与主控器的214脚、
244脚相连，实现二维码数据的上传。
27.所述图像采集器为具有mipi_csi接口的ov5640-mipi芯片，具有500w像素、2592*1944的分辨率，其5脚、6脚、7脚、8脚、10脚、11脚、12脚、13脚、15脚、16脚、17脚、19脚、21脚、22脚分别与主控器的135脚、30脚、134脚、29脚、129脚、150脚、137脚、149脚、146脚、133脚、147脚、144脚、145脚、34脚相连，实现通道内二维码图像数据的采集。
28.所述tf卡存储器为micro_sd_card，其1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、7脚、8脚、9脚分别与主控器的25脚、26脚、21脚、31脚、22脚、23脚、24脚、238脚相连，实现参数的存储。
29.所述usb调试器为usb_b_mini接口的usb接头，其1脚、2脚、3脚分别与主控器的63脚、28脚、27脚相连，用来实现硬件及算法调试。
30.工作时，当电机车行驶至安装有二维码的通道时，图像采集器实时读取通道侧壁上的二维码信息，将二维码信息发送至主控器，通过主控器中的常规程序对二维码进行识别，实时获得当前二维码所处位置数据，并通过rs485通讯器将该位置数据发送至常规车载控制器，车载控制器解析该位置数据后，控制无人驾驶电机车在该位置区域内加速或减速或转弯行驶。
31.由于二维码定位精度高，最小定位误差可控制在5cm以内，可无人驾驶电机车带动装矿时在所处位置安全行驶，实现无人驾驶电机车的准确定位。