CN102661745A - 一种带磁条和rfid标签自动行走机器人的导航方式 - Google Patents

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本发明公开了一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式，包括定位系统和导航系统，所述的定位系统为磁条导引的移动路径；所述的移动路径上按一定距离安装或设置RFID标签和磁条，所述的导航系统为自动行走设备，所述的自动行走设备包括RFID标签读取器、磁导引传感器和驱动装置，所述的RFID标签读取器发送指令驱动驱动装置工作；所述的RFID标签读取器接到工作指令后，通过其内的天线发送射频命令实现与RFID标签的操作；所述的磁导引传感器内部设有霍尔传感器检测磁条的磁极。本发明具有结构简单、操作简单、成本低、实用的特点。

Description

一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式
技术领域
本发明涉及在自动行走机器人或自行走设备的位置定位方式领域，尤其涉及到一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式。
背景技术
目前，现在的自行走机器人或设备的定位技术中常见的有：
1)、GPS定位；GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
2)、激光定位方式；激光是用测距来定位的，就是发射一个激光信号，根据收到从物体反射回来的信号的时间差来计算这段距离，然后根据发射激光的角度来确定物体和发射器的角度，从而得出物体与发射器的相对位置。
3)、条形码定位方式。要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息，需要经历扫描和译码两个过程。物体的颜色是由其反射光的类型决定的，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后，反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上，光电转换器根据强弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号。根据原理的差异，扫描器可以分为光笔、CCD、激光三种。电信号输出到条码扫描器的放大电路增强信号之后，再送到整形电路将模拟信号转换成数字信号。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。然后译码器通过测量脉冲数字电信号0，1的数目来判别条和空的数目。通过测量0，1信号持续的时间来判别条和空的宽度。此时所得到的数据仍然是杂乱无章的，要知道条形码所包含的信息，则需根据对应的编码规则(例如：EAN-8码)，将条形符号换成相应的数字、字符信息。最后，由计算机系统进行数据处理与管理，物品的详细信息便被识别了。
以上各定位技术在自动行走机器人或自行走设备实现过程中相对复杂，各有不同缺点：
1.GPS定位由于信号问题在室内不实用。
2.激光定位技术，设备复杂，成本高，在少数工厂中使用。
3.条码定位方式，因条码容易受污染而照成无法读取使用场合有限制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、进行平面或立体的空间定位方式、成本低、实用的新型带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式。
本发明是通过如下方式实现的：
一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式，其特征在于：包括定位系统和导航系统，
所述的定位系统为磁条导引的移动路径1；所述的移动路径1上按一定距离安装或设置RFID标签3和磁条16；
所述的导航系统为自动行走设备4，所述的自动行走设备4包括RFID标签读取器5、磁导引传感器17和驱动装置，所述的RFID标签读取器5设于自动行走设备4底部的前部和后部；所述的磁导引传感器17设于自动行走设备4底部上，且位于RFID标签读取器5上方；所述的驱动装置设于自动行走设备4内；所述的RFID标签读取器5发送指令驱动驱动装置工作；所述的RFID标签读取器5接到工作指令后，通过其内的天线发送射频命令实现与RFID标签3的操作，同时接收RFID标签3返回的数据；所述的磁导引传感器17内部设有霍尔传感器检测磁条16的磁极。
所述的自动行走设备4包括机体9、电源组件、驱动装置、识别装置，所述的电源组件包括电池组7、充电接口8，所述的电池组7设于机体9的底部；所述的充电接口8与电池组7相连接，且位于机体9的底部；所述的驱动装置包括驱动轮10、电机11、角度传感器12，所述的驱动轮10连接于机体9的底部，所述的电机11连接于机体9的底部，且与驱动轮10相连接；所述的角度传感器12连接于机体9的底部，且电机11相连接；所述的识别装置包括RFID标签读取器5和磁导引传感器17；所述的RFID标签读取器5设于自动行走设备4底部的前部和后部；所述的磁导引传感器17设于自动行走设备4底部且位于RFID标签读取器5上方；
所述的机体9的前部和后部分别设有防撞开关13，所述的防撞开关13位于RFID标签读取器5的前方；所述的防撞开关13上连接有区域传感器14；所述的区域传感器14与角度传感器12相连接。
所述的自动行走设备4上设有万向轮15。
本发明的有益效果在于：利用磁条和RFID标签的唯一性，进行平面或立体的空间定位方式；具有成本低、使用稳定、不易出错、算法简单等优点，让自动行走机器人或自行走设备更容易推广与使用。
附图说明
图1本发明定位系统结构示意图；
图2本发明导航系统结构示意图；
图3本发明使用状态图。
具体实施方式
现结合附图，详述本发明具体实施方式：
如图1、图2所示，一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式，其特征在于：包括定位系统和导航系统，
所述的定位系统为磁条导引的移动路径1；所述的移动路径1上按一定距离安装或设置RFID标签3和磁条16；
所述的导航系统为自动行走设备4，所述的自动行走设备4包括RFID标签读取器5、磁导引传感器17和驱动装置，所述的RFID标签读取器5设于自动行走设备4底部的前部和后部；所述的磁导引传感器17设于自动行走设备4底部上，且位于RFID标签读取器5上方；所述的驱动装置设于自动行走设备4内；所述的RFID标签读取器5发送指令驱动驱动装置工作；所述的RFID标签读取器5接到工作指令后，通过其内的天线发送射频命令实现与RFID标签3的操作，同时接收RFID标签3返回的数据；所述的磁导引传感器17内部设有霍尔传感器检测磁条16的磁极。
所述的自动行走设备4包括机体9、电源组件、驱动装置、识别装置，所述的电源组件包括电池组7、充电接口8，所述的电池组7设于机体9的底部；所述的充电接口8与电池组7相连接，且位于机体9的底部；所述的驱动装置包括驱动轮10、电机11、角度传感器12，所述的驱动轮10连接于机体9的底部，所述的电机11连接于机体9的底部，且与驱动轮10相连接；所述的角度传感器12连接于机体9的底部，且电机11相连接；所述的识别装置包括RFID标签读取器5和磁导引传感器17；所述的RFID标签读取器5设于自动行走设备4底部的前部和后部；所述的磁导引传感器17设于自动行走设备4底部且位于RFID标签读取器5上方；
所述的机体9的前部和后部分别设有防撞开关13，所述的防撞开关13位于RFID标签读取器5的前方；所述的防撞开关13上连接有区域传感器14；所述的区域传感器14与角度传感器12相连接。
所述的自动行走设备4上设有万向轮15。
本发明的区域传感器14用于检测设备移动方向的前后方是否有障碍物体。
本发明的防撞开关13防止区域检测盲区存在障碍对设备进行保护。
RFID系统它是利用无线射频方式进行非接触双向数据通信，以达到目标识别并交换数据的目的。可用来跟踪和管理几乎所有的物理对象，在工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、防伪及军事等众多领域都有广泛的应用前景。RFID系统一般由RFID标签读取器5和RFID标签3(或称应答器、电子标签、智能标签)及天线组成。RFID标签3又称为射频标签、应答器、数据载体；RFID标签读取器5又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。RFID标签3与RFID标签读取器5之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。
实施例
如图3所示，第一步、在自动行走机器人或自行走设备4的移动空间中进行路径规划；
第二步、在自动行走机器人或自行走设备4需要活动的空间中，导引磁条组成的移动路径，所述的导引磁条16上按一定距离安装或设置RFID标签3。
第三步、在自动行走机器人或自行走设备4的底部的前部与后部各安装一只RFID标签读取器5和磁导引传感器17；
第四步、自动行走机器人或自行走设备4移动过程中的定位过程，如图3所示：
一、起始位置为 前部X9-Y8，后部位置为X9-Y10
二、目标位置为 前部X2-Y2，后部位置为X2-Y4
三、定位方式：自动行走机器人或自行走设备延着磁条在规定的路径中移动，在运行中只需要比对前、后部RFID的标签3在标签表中的位置信息即可得到当前位置。
四、设自动行走机器人或自行走设备4左右移动方式的控制：
1)在得到当前位置信息后，比较当前位置信息与目标位置值。
2)在得到Y轴座标值后，比较当前Y轴的座标值与目标位置的Y轴座标值，如果Y轴的当前位置值＞目标位置值，自动行走机器人或自行走设备4向前侧移动；如果Y轴的当前位置值＜目标位置值，自动行走机器人或自行走设备4向后侧移动；如果Y轴的当前位置值＝目标位置值，自动行走机器人或自行走设备4向保持当前方向。
3)单自动行走机器人或自行走设备4前部后部RFID读取器5和磁导引传感器17的标签对应的X、Y座标值与目标位置的X、Y座标RFID标签3和磁条16值相等时自动行走机器人或自行走设备4停止移动。

Claims (3)

1.一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式，其特征在于：包括定位系统和导航系统，
所述的定位系统为磁条导引的移动路径(1)；所述的移动路径(1)上按一定距离安装或设置RFID标签(3)和磁条(16)；
所述的导航系统为自动行走设备(4)，所述的自动行走设备(4)包括RFID标签读取器(5)、磁导引传感器(17)和驱动装置，所述的RFID标签读取器(5)设于自动行走设备(4)底部的前部和后部；所述的磁导引传感器(17)设于自动行走设备(4)底部上，且位于RFID标签读取器(5)上方；所述的驱动装置设于自动行走设备(4)内；所述的RFID标签读取器(5)发送指令驱动驱动装置工作；所述的RFID标签读取器(5)接到工作指令后，通过其内的天线发送射频命令实现与RFID标签(3)的操作，同时接收RFID标签(3)返回的数据；所述的磁导引传感器(17)内部设有霍尔传感器检测磁条(16)的磁极。
2.根据权利要求1所述的一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式，其特征在于：所述的自动行走设备(4)包括机体(9)、电源组件、驱动装置、识别装置，所述的电源组件包括电池组(7)、充电接口(8)，所述的电池组(7)设于机体(9)的底部；所述的充电接口(8)与电池组(7)相连接，且位于机体(9)的底部；所述的驱动装置包括驱动轮(10)、电机(11)、角度传感器(12)，所述的驱动轮(10)连接于机体(9)的底部，所述的电机(11)连接于机体(9)的底部，且与驱动轮(10)相连接；所述的角度传感器(12)连接于机体(9)的底部，且电机(11)相连接；所述的识别装置包括RFID标签读取器(5)和磁导引传感器(17)；所述的RFID标签读取器(5)设于自动行走设备(4)底部的前部和后部；所述的磁导引传感器(17)设于自动行走设备(4)底部且位于RFID标签读取器(5)上方；
所述的机体(9)的前部和后部分别设有防撞开关(13)，所述的防撞开关(13)位于RFID标签读取器(5)的前方；所述的防撞开关(13)上连接有区域传感器(14)；所述的区域传感器(14)与角度传感器(12)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种带磁条和RFID标签自动行走机器人的导航方式，其特征在于：所述的自动行走设备(4)上设有万向轮(15)。
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