一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆搬运技术领域，具体为一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法。

背景技术

电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。随着社会的发展和科技的进步，电子信息工程的应用也越来越广泛，已经涵盖了社会的诸多方面，例如自动化机器人、自动化仪器等，其中，自动搬运机器人就是在电子信息工程的基础上产生的。

自动搬运机器人能够替代人工操作对车辆进行搬运，不仅节省了人力物力，搬运时间也大大的缩短了。但是，要实现搬运机器人对车辆的自动搬运，就要求搬运机器人能够准确确定待搬运车辆的位置，并调整机器人的姿态，以便搬运车辆。其中，在一个较大的中间没有架设任何设备的停车空间如何准确确认车辆的位置，是实现上述技术的主要问题。

中国专利公告号为：CN112114318A的发明专利，其公开了一种基于激光雷达的车辆位置确认方法及装置。所述方法包括：在停车区域设置可旋转的摄像头和激光雷达；为停车区域建立坐标系；获取停车区域内车辆的图像，记录获取图像时摄像头旋转的角度；通过图像、图像对应的焦距及旋转的角度计算车辆可能在坐标系中占据的坐标集；启动车辆在坐标系中的可能在坐标系中占据的坐标集附近的激光雷达，扫描车辆轮廓，获得车辆轮廓在坐标系中对应的坐标集，得到车辆在坐标系中的模型；根据车辆模型，确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置。所述装置结构简单、制造方便，不需对停车区域内部设置任何设备，仅在四周架设设备，不会阻碍用户用车，误差小，反应快。

上述专利中，虽然能够确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置，但是其整体装置还需要现场进行安装，比较浪费时间，而且其确定停车机器人最佳搬运位置的方法也比较繁琐，实用性不足。

基于此，我们提出了一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法，希冀解决现有技术中的不足之处。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法，具备结构简单、便于移动、便于确定搬运机器人的最佳搬运位置的优点。

(二)技术方案

为实现上述结构简单、便于移动、便于确定搬运机器人的最佳搬运位置的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置，包括U型底架，所述U型底架的底部固定安装有万向轮，所述U型底架的顶部固定安装有竖杆，所述竖杆的外壁固定安装有把手，所述竖杆的顶部固定安装有横梁，所述横梁的外壁固定安装有若干个支杆，所述支杆的底部固定安装有若干个超声波测距仪。

作为本发明的一种优选技术方案，所述U型底架包括两根边缘杆和一根中间杆，所述竖杆固定安装在中间杆中心处的顶部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中间杆内部的中心处设置有第一定位芯片，两根所述边缘杆远离竖杆的一端均设置有第二定位芯片，所述竖杆的内部设置有数据处理芯片和无线传输芯片。

作为本发明的一种优选技术方案，所述超声波测距仪、第一定位芯片和第二定位芯片的输出端与数据处理芯片的输入端电性连接，所述数据处理芯片的输出端与无线传输芯片的输入端电性连接，所述无线传输芯片的输出端信号连接有接收终端。

一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认方法，用于一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置，包括以下步骤：

S1：工作人员通过把手推动装置，使车辆位于U型底架中；

S2：数据处理芯片通过第一定位芯片和第二定位芯片进行定位，并根据位置信息建立三维空间坐标系；

S3：数据处理芯片通过超声波测距仪扫描车辆，获取车辆模型及车辆模型在三维空间坐标系中的位置；

S4：数据处理芯片根据车辆模型在三维空间坐标系中的位置，获得最便于搬运车辆的位置，并转换成坐标位置；

S5：数据处理芯片将三维空间坐标系和坐标位置通过无线传输芯片远程传输至接收终端；

S6：接收终端派遣搬运机器人到达坐标位置，对车辆进行搬运。

作为本发明的一种优选技术方案，所述三维空间坐标系的具体建立方法是：

一个第一定位芯片和两个第二定位芯片的虚拟连线组成一个虚拟等腰三角形，以第一定位芯片为原点，以虚拟等腰三角形的虚拟中垂线为X轴，以平面垂直X轴的虚拟线为Y轴，以竖向垂直X轴的虚拟线为Z轴，X轴、Y轴和Z轴在原点处交汇，形成三维空间坐标系。

作为本发明的一种优选技术方案，所述超声波测距仪扫描车辆时，根据超声波与车辆顶部之间的距离可以获得车辆的高度，根据超声波在车辆上的测距长度变化可以获得车辆的长度和宽度，车辆的高度、长度和宽度代入三维空间坐标系，从而获得车辆模型。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4中，最便于搬运车辆的位置是车辆侧面两个轮毂之间的空隙，转换成的坐标位置是两个轮毂之间空隙的侧面。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法，具备以下有益效果：

1、该基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法，通过把手可以推动装置，使装置四处移动，便于使不同的车辆位于U型底架中，对不同的车辆进行定位，不需要来回的拆卸安装，使用起来更加的方便快捷。

2、该基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法，车辆位于U型底架中后，超声波测距仪扫描车辆获取车辆模型及车辆模型在三维空间坐标系中的位置，进而便能够得到最佳搬运位置的坐标位置，并通过无线传输芯片远程把坐标位置传输至接收终端，接收终端根据坐标位置派遣搬运机器人进行搬运，整体方法更加的简单，不需要经过繁琐的计算，同时也保证了位置确定的准确性，通过一个第一定位芯片和两个第二定位芯片进行定位，不易出现偏差。

3、该基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置及方法，以定位芯片和三维空间坐标系的形式来表示车辆模型和坐标位置，数据传输更加的精准、简便，节约了传输损耗的同时，传输精度也更好，远程接收终端根据定位信息和坐标位置便能够准确的确定搬运位置的所在。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图；

图2为本发明方法流程示意图；

图3为本发明三维空间坐标系和车辆的示意图。

图中：1、U型底架；2、万向轮；3、竖杆；4、把手；5、横梁；6、支杆；7、超声波测距仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置，包括U型底架1，U型底架1的底部固定安装有万向轮2，U型底架1的顶部固定安装有竖杆3，竖杆3的外壁固定安装有把手4，竖杆3的顶部固定安装有横梁5，横梁5的外壁固定安装有若干个支杆6，支杆6的底部固定安装有若干个超声波测距仪7。

本实施例中，U型底架1包括两根边缘杆和一根中间杆，竖杆3固定安装在中间杆中心处的顶部。

本实施例中，中间杆内部的中心处设置有第一定位芯片，两根边缘杆远离竖杆3的一端均设置有第二定位芯片，竖杆3的内部设置有数据处理芯片和无线传输芯片。

本实施例中，超声波测距仪7、第一定位芯片和第二定位芯片的输出端与数据处理芯片的输入端电性连接，数据处理芯片的输出端与无线传输芯片的输入端电性连接，无线传输芯片的输出端信号连接有接收终端。

请参阅图2，一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认方法，用于一种基于超声波测距仪的高精度车辆位置确认装置，包括以下步骤：

步骤1：工作人员通过把手4推动装置，使车辆位于U型底架1中；

通过把手可以推动装置，使装置四处移动，便于使不同的车辆位于U型底架中，对不同的车辆进行定位，不需要来回的拆卸安装，使用起来更加的方便快捷。

步骤2：数据处理芯片通过第一定位芯片和第二定位芯片进行定位，并根据位置信息建立三维空间坐标系；

通过三个定位芯片进行定位，定位更加的精准。

步骤3：数据处理芯片通过超声波测距仪7扫描车辆，获取车辆模型及车辆模型在三维空间坐标系中的位置；

如图3所示，三维空间坐标系的具体建立方法是：一个第一定位芯片和两个第二定位芯片的虚拟连线组成一个虚拟等腰三角形，以第一定位芯片为原点，以虚拟等腰三角形的虚拟中垂线为X轴，以平面垂直X轴的虚拟线为Y轴，以竖向垂直X轴的虚拟线为Z轴，X轴、Y轴和Z轴在原点处交汇，形成三维空间坐标系。

步骤4：数据处理芯片根据车辆模型在三维空间坐标系中的位置，获得最便于搬运车辆的位置，并转换成坐标位置；

其中，最便于搬运车辆的位置是车辆侧面两个轮毂之间的空隙，转换成的坐标位置是两个轮毂之间空隙的侧面。

步骤5：数据处理芯片将三维空间坐标系和坐标位置通过无线传输芯片远程传输至接收终端；

步骤6：接收终端派遣搬运机器人到达坐标位置，对车辆进行搬运。

本实施例中，超声波测距仪7扫描车辆时，根据超声波与车辆顶部之间的距离可以获得车辆的高度，根据超声波在车辆上的测距长度变化可以获得车辆的长度和宽度，车辆的高度、长度和宽度代入三维空间坐标系，从而获得车辆模型。

本实施例中，还可在两根边缘杆相对的一侧固定安装超声波测距仪7，用于检测两根边缘杆之间是否存在阻挡物，同时，两根边缘杆相对的一侧固定安装的超声波测距仪7还可结合定位芯片来判断汽车轮毂的空间位置，辅助确定坐标位置。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。