一种基于三维磁场传感器及深度摄影机的定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及定位领域，具体涉及一种基于三维磁场传感器及深度摄影机的定位装置。


背景技术：

2.全球定位系统是现时主要的定位系统，通过运用与各卫星的距离去定位。但是，当在室内时，全球定位系统的信号会受墙壁等障碍物阻挡，导致全球定位系统的准确度大幅下降，影响可靠性。当自动导引车在室内工作时，由于单靠全球定位系统定位并不可靠，所以需要一套准确的定位系统帮助自动导引车在室内定位。有些人会用光学雷达、wifi或 ibeacon在室内为自动导引车定位，但是由于无法在室内空旷地方使用、技术有盲区、高成本、准确度不足等等原因，导致可靠度不足。目前，可以运用人工智能技术辨认室内的地标特征去确定位置。因此，可以设计一套运用人工智能技术的室内定位系统，为自动导引车提供准确的定位。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提出一种基于三维磁场传感器及深度摄影机的定位装置。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种基于三维磁场传感器及深度摄影机的定位装置，包括光学雷达、深度摄影机、显示器、三维磁场传感器、人工智能电脑和马达，其中，光学雷达和深度摄影机设置在装置的顶部，三维磁场传感器设置在装置的中间位置，人工智能电脑和马达设置在三维磁场传感器的下方，且三维磁场传感器与光学雷达、深度摄影机、显示器、人工智能电脑、马达之间有不少于3英寸的距离间隔，所述距离间隔在空间上形成一个清空范围，清空范围内除了三维磁场传感器和用于连接三维磁场传感器的电线之外，没有其他电子装置和电线。光学雷达设置在深度摄影机上部，光学雷达、深度摄影机、显示器、三维磁场传感器、马达与人工智能电脑电性连接，且光学雷达、深度摄影机、显示器、马达与人工智能电脑连接的电线都在清空范围外经过。
6.进一步，所述装置可用于自动导引车，马达与人工智能电脑都设置在自动导引车的底部。
7.进一步，所述自动导引车由不可磁化的金属制成，光学雷达、深度摄影机、显示器、三维磁场传感器、人工智能电脑和马达的外壳由塑料制成。
8.进一步，所述不可磁化的金属是铝。
9.本实用新型的有益效果：通过使用人工智能实时分析摄影机影像、室内的磁场及与附近对象的距离，从而计算出定位装置的室内位置，误差可以低至2-5厘米，大幅提升室内定位技术的准确度。
附图说明
10.图1为本实用新型的定位装置的安装位置图；
11.图2为本实用新型的定位装置的侧面图；
12.图3为本实用新型的定位装置的定位方法图。
13.附图标记：1清空范围，2深度摄影机，3光学雷达，4显示器，5三维磁场传感器，6人工智能电脑，7 马达。
具体实施方式
14.以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
15.如图1和图2所示，一种基于三维磁场传感器及深度摄影机的定位装置，包括光学雷达3、深度摄影机2、显示器4、三维磁场传感器5、人工智能电脑6和马达7，其中，光学雷达3和深度摄影机2设置在装置的顶部，三维磁场传感器5设置在装置的中间位置，人工智能电脑6和马达7设置在三维磁场传感器5的下方。光学雷达3设置在深度摄影机2上部，光学雷达3、深度摄影机2、显示器4、三维磁场传感器5、马达7与人工智能电脑6电性连接。
16.由于深度摄影机、人工智能电脑以及马达都会产生微量的磁场噪声，该噪声会为计算结果带来误差。所以为减少磁场噪声对三维磁场传感器的影响，深度摄影机、人工智能电脑及马达都需要安装在相隔三维磁场传感器一定的距离位置。基于以上原因，为减低其他电子装置对三维磁场传感器的干扰，三维磁场传感器需要与其他电子装置有不少于3英寸，约7.2厘米的距离。所以三维磁场传感器与其他电子装置会有一个清空范围，清空范围内不能放置电子装置。因此，在设计上，三维磁场传感器与光学雷达、人工智能电脑、马达、深度摄影机、显示器之间都会有清空范围。
17.在电线接驳方面，由于电线都会产生微量的磁场，所以除连接三维磁场传感器的电线外，其他电线都需要在清空范围外经过。进一步的，光学雷达、深度摄影机、显示器、马达与人工智能电脑连接的电线都在清空范围外经过。
18.当定位装置安装在自动导引车上用于自动导引车的定位时，光学雷达及深度摄影机都需要安装在自动导引车的顶部位置，以减低因自动导引车自身所造成的阻挡，并为光学雷达提供更佳的视野，去获取更准确的空间数据。最后，马达则要安装在车轮旁边以提供车轮动力，所以，马达需安装在自动导引车的底部位置。基于以上考虑，在本实用新型中，三维磁场传感器会安装在自动导引车的中间位置，光学雷达及深度摄影机会安装在三维磁场传感器的上方(自动导引车的顶部)，而人工智能电脑以及马达则会安装在三维磁场传感器的下方(自动导引车的底部)。
19.在材料选用方面，自动导引车主要是用不可磁化的金属(如铝)，以免产生不必要的磁场影响准确度。此外，光学雷达、深度摄影机、显示器、三维磁场传感器、人工智能电脑和马达的外壳都采用塑料材料制造，以减低磁化的可能性。
20.如图3所示，定位装置中的深度摄影机拍摄周围影像，测量定位装置与附近物件的距离，并计算出物件距离分布图。同时，三维磁场传感器测量三维磁场数据得到是三维磁场递归图。最后，定位装置基于拍摄的影像、物件距离分布图和三维磁场递归图得出装置的准确位置。
21.具体步骤如下：s1，定位装置将室内空间划分成不同的区域。s2，通过深度摄影机拍摄周围影像，测量定位装置与附近物件的距离，并计算出距离分布图。s3，通过人工智能方法从影像及距离分布图中分辨出区域中的独特地标，并计算出装置所处的区域。s4，在深度摄影机工作的同时，三维磁场传感器测量三维磁场变化，并计算出三维磁场递归图。s5，通过人工智能方法从三维磁场递归图计算出装置的所在位置。s6，对从深度摄影机及三维磁场传感器得出的计算结果进行综合计算，得出定位装置准确的位置。
22.当定位装置安装在自动导引车上时，能为自动导引车提供室内定位，大大提高自动导引车在室内定位的准确度，增加了自动导引车在室内的工作能力。本实用新型比起现时常用的室内定位技术成本更低并且非常容易安装，可以安装在大部份自动导引车上。本实用新型还能够应用在很多领域，例如自动货物运送车，自动巡逻车等。
23.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种基于三维磁场传感器及深度摄影机的定位装置，其特征在于：所述定位装置包括光学雷达、深度摄影机、显示器、三维磁场传感器、人工智能电脑和马达，其中，光学雷达和深度摄影机设置在装置的顶部，三维磁场传感器设置在装置的中间位置，人工智能电脑和马达设置在三维磁场传感器的下方，且三维磁场传感器与光学雷达、深度摄影机、显示器、人工智能电脑、马达之间有不少于3英寸的距离间隔，所述距离间隔在空间上形成一个清空范围，清空范围内除了三维磁场传感器和用于连接三维磁场传感器的电线之外，没有其他电子装置和电线；光学雷达与深度摄像机电性连接，光学雷达设置在深度摄影机上部；光学雷达、深度摄影机、显示器、三维磁场传感器、马达分别与人工智能电脑电性连接，且光学雷达、深度摄影机、显示器、马达与人工智能电脑分别连接的电线都在清空范围外经过；所述装置用于自动导引车。2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，马达与人工智能电脑都设置在自动导引车的底部。3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述自动导引车由不可磁化的金属制成，光学雷达、深度摄影机、显示器、三维磁场传感器、人工智能电脑和马达的外壳由塑料制成。4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，所述不可磁化的金属是铝。

技术总结
本实用新型公开了一种基于三维磁场传感器及深度摄影机的定位装置，包括设置在其顶部的光学雷达（3）和深度摄影机（2），设置在其中间位置的三维磁场传感器（5），设置在三维磁场传感器（5）的下方的人工智能电脑（6）和马达（7），以及显示器（4）。三维磁场传感器（5）与光学雷达（3）、深度摄影机（2）、显示器（4）、人工智能电脑（6）、马达（7）之间有不少于3英寸的距离间隔。该装置使用人工智能实时分析摄影机影像、室内的磁场及与附近对象的距离，计算出装置的室内位置，大幅提升了室内定位技术的准确度。大幅提升了室内定位技术的准确度。大幅提升了室内定位技术的准确度。


技术研发人员：陈伟日 梁欣怡 林富诚
受保护的技术使用者：香港生产力促进局
技术研发日：2022.05.13
技术公布日：2022/11/17