CN107621822A - 一种磁条码及其读取方法和磁导航机器人的路径规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁条码及其读取方法和磁导航机器人的路径规划方法，所述路径规划方法包括：将所述磁条码铺设于磁轨道上；按照公式计算得到磁条码的识别值，将识别值存储于机器人控制系统内，并根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型设置对机器人相应的执行操作，机器人在磁轨道上移动时，机器人底部的磁导航模块按照所述的读取方法读取所述磁条码后，机器人控制系统计算得到所述磁条码的计算结果值；将计算结果值与识别值进行匹配比较，若计算结果值与识别值信息匹配，那么控制系统根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型对机器人的运行执行相应操作。本发明可以根据对磁轨道上磁条码的识别来实现磁导航机器人的岔路选择以及定位操作。

Description

一种磁条码及其读取方法和磁导航机器人的路径规划方法

技术领域

本发明属于通信控制技术领域，具体涉及一种磁条码及其读取方法和磁导航机器人的路径规划方法。

背景技术

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔于1879年在研究金属的导电机构时发现的。磁导航模块就是基于霍尔传感器的这一特效，由多个霍尔传感器均匀排列在PCB上，对周围环境进行扫描从而获取磁场偏差。

轨道机器人行走依赖于地面的磁条，而磁导航模块就相当于机器人的眼睛，扫描地面上的磁条，获取当前运动与磁条的位置偏差值给核心主控，通过核心主控调整姿态，从而不至于运动中脱离轨道。

磁导航机器人在岔路口以及定位点的位置需要额外的辅助工具，如摄像头、无线射频、激光雷达等工具进行辅助识别，这些额外的工具也同时增加了故障点以及成本，所以机器人仅用磁导航在磁轨道上实现岔路的识别以及定位的技术实现越显重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种磁条码，可以便于磁导航机器人的岔路识别以及定位。

本发明的技术方案为：一种磁条码，包括带有磁性的起始区、数据区以及结束区，所述起始区和结束区的磁性为N极或S极，所述结束区的磁性与所述起始区的磁性相同；

所述数据区包括至少一组信号组，所述信号组包括一个磁性为N极的N极区域以及一个磁性为S极的S极区域，相邻信号组之间相邻位置处的磁性相反，与起始区相邻的信号组中，且与起始区的磁性相反的区域位于靠近起始区一侧；与结束区相邻的信号组中，且与结束区的磁性相反的区域位于靠近结束区一侧；

所述信号组为二进制信息位，所述信号组中N极区域与S极区域的长度比为1:a或者a:1，其中a为大于1的整数，所述N极区域与S极区域的长度为1:a以及a:1的信号组分别表示1和0或者0和1。

本发明中起始区、数据区以及结束区组成磁条码，读取到结束区即可计算出磁条码的实际数据，根据实际数据可以识别磁条码。

本发明中a的数值可以有多种，作为优选，所述a为4。

本发明还提供了上述的磁条码的读取方法，包括以下步骤：

(1)分别设定起始区的长度阈值以及结束区的长度阈值；

(2)当读取器扫描识别的磁条长度大于所述起始区的长度阈值时，表示读取器扫描识别进入数据区；

(3)当读取器扫描识别的磁条长度大于所述结束区的长度阈值时，表示读取器扫描结束；

其中，从数据区读取到结束区之后，获得有效信号的总次数N，即数据区内信号组的总组数，并获得沿着读取方向上各个信号组的编号i以及信号值f(i)，所述信号值f(i)即为与编号i的信号组对应的二进制值，其中i为整数，且i≥1，通过下列编码公式进行计算，获得计算结果值，

data为磁条码的计算结果值。

本发明还提供了一种磁导航机器人的路径规划方法，包括以下步骤：

(1)将所述磁条码铺设于磁轨道上；

(2)按照下列公式，计算得到磁条码的识别值，将识别值存储于机器人控制系统内，并根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型设置对机器人相应的执行操作，

data为识别值，

N为数据区内信号组的总组数，

i为读取方向上各个信号组的编号，其中i为整数，且i≥1，

f(i)为编号i的信号组对应的二进制值；

(3)机器人在磁轨道上移动时，机器人底部的磁导航模块按照上述的读取方法读取所述磁条码后，机器人控制系统计算得到所述磁条码的计算结果值；

(4)将计算得到的计算结果值与预先存储于机器人控制系统内的识别值进行匹配比较，若计算结果值与识别值信息匹配，那么控制系统根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型对机器人的运行执行相应操作。

本发明可以在行进方向的岔路前方放置本发明的磁条码，用来指挥机器人岔路的行走方向，或者在站点前放置磁条码，用来标记站点，即定位。例如在磁轨道岔路口前铺设本发明的磁条码，磁导航机器人的磁导航模块读取完成磁条码后，若识别出该磁条码为岔路口处的磁条码，机器人控制系统存将控制岔路执行系统里所设定的岔路选择，从而实现导向作用；若识别出该磁条码为定位类型的磁条码，并且是当前需要到达的位置，则机器人控制系统控制机器人执行停车或者其他动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明可以根据对磁轨道上磁条码的识别来实现磁导航机器人的岔路选择以及定位操作，无需使用辅助工具进行辅助识别，减少了故障点以及设计成本，而且其识别精准。

附图说明

图1为本发明中其中两种类型的磁条码的示意图(图中以A和B分别表示N极和S极)。

图2为本发明中磁条码设置在磁轨道上的示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明包括带有磁性的起始区、数据区以及结束区，起始区和结束区的磁性为N极或S极，并且结束区的磁性与起始区的磁性相同；

其中数据区包括至少一组信号组，信号组包括一个磁性为N极的N极区域以及一个磁性为S极的S极区域，相邻信号组之间相邻位置处的磁性相反，与起始区相邻的信号组中，且与起始区的磁性相反的区域位于靠近起始区一侧；与结束区相邻的信号组中，且与结束区的磁性相反的区域位于靠近结束区一侧；

其中信号组为二进制信息位，信号组中N极区域与S极区域的长度比为1:a或者a:1，其中a为大于1的整数，N极区域与S极区域的长度为1:a以及a:1的信号组分别表示1和0或者0和1。本发明中a的数值可以有多种，例如a为4。

本发明中起始区、数据区以及结束区组成磁条码，读取到结束区即可计算出磁条码的实际数据，根据实际数据可以识别磁条码。

本实施例中对上述的磁条码的读取方法，包括以下步骤：

(1)分别设定起始区的长度阈值以及结束区的长度阈值；

(2)当读取器扫描识别的磁条长度大于所述起始区的长度阈值时，表示读取器扫描识别进入数据区；

(3)当读取器扫描识别的磁条长度大于所述结束区的长度阈值时，表示读取器扫描结束；

其中，从数据区读取到结束区之后，获得有效信号的总次数N，即数据区内信号组的总组数，并获得沿着读取方向上各个信号组的编号i以及信号值f(i)，所述信号值f(i)即为与编号i的信号组对应的二进制值，其中i为整数，且i≥1，通过下列编码公式进行计算，获得计算结果值，

data为磁条码的计算结果值。

图1为其中两种类型的磁条码，如图1所示，位于上方的磁条码中信号组为1组，且信号值为1，所以根据上述公式计算得到位于上方的磁条码的计算结果值data＝1×2^1-1＝1；

同样如图1所示，位于下方的磁条码中信号组为3组，且沿着读取方向的信号值依次为1、1和0，所述根据上述公式计算得到位于下方的磁条码的计算结果值data＝1×2^3-1+1×2^3-2+0×2^3-3＝6。

实施例2

本实施例为利用实施例1中的磁条码以及其磁条码的读取方法进行磁导航机器人的路径规划方法，包括以下步骤：

(1)将所述磁条码铺设于磁轨道上；

(2)按照下列公式，计算得到磁条码的识别值，将识别值存储于机器人控制系统内，并根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型设置对机器人相应的执行操作，

data为识别值，

N为数据区内信号组的总组数，

i为读取方向上各个信号组的编号，其中i为整数，且i≥1，

f(i)为编号i的信号组对应的二进制值；

(3)机器人在磁轨道上移动时，机器人底部的磁导航模块按照权利要求3所述的读取方法读取所述磁条码后，机器人控制系统计算得到所述磁条码的计算结果值；

(4)将计算得到的计算结果值与预先存储于机器人控制系统内的识别值进行匹配比较，若计算结果值与识别值信息匹配，那么控制系统根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型对机器人的运行执行相应操作。

如图2所示，本实施例中在行进方向的岔路前方放置实施例1所述的磁条码，用来指挥机器人岔路的行走方向，以及在站点前放置磁条码，用来标记站点，即定位。磁导航机器人的磁导航模块读取磁条码，若识别出该磁条码为岔路口处的磁条码，机器人控制系统存将控制岔路执行系统里所设定的岔路选择，从而实现导向作用；若识别出该磁条码为定位类型的磁条码，并且是当前需要到达的位置，则机器人控制系统控制机器人执行停车或者其他动作。

Claims (4)

1.一种磁条码，其特征在于，包括带有磁性的起始区、数据区以及结束区，所述起始区和结束区的磁性为N极或S极，所述结束区的磁性与所述起始区的磁性相同；

所述数据区包括至少一组信号组，所述信号组包括一个磁性为N极的N极区域以及一个磁性为S极的S极区域，相邻信号组之间相邻位置处的磁性相反，与起始区相邻的信号组中，且与起始区的磁性相反的区域位于靠近起始区一侧；与结束区相邻的信号组中，且与结束区的磁性相反的区域位于靠近结束区一侧；

所述信号组为二进制信息位，所述信号组中N极区域与S极区域的长度比为1:a或者a:1，其中a为大于1的整数，所述N极区域与S极区域的长度为1:a以及a:1的信号组分别表示1和0或者0和1。

2.如权利要求1所述的磁条码，其特征在于，所述a为4。

3.如权利要求1或2所述的磁条码的读取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分别设定起始区的长度阈值以及结束区的长度阈值；

(2)当读取器扫描识别的磁条长度大于所述起始区的长度阈值时，表示读取器扫描识别进入数据区；

(3)当读取器扫描识别的磁条长度大于所述结束区的长度阈值时，表示读取器扫描结束；

其中，从数据区读取到结束区之后，获得有效信号的总次数N，即数据区内信号组的总组数，并获得沿着读取方向上各个信号组的编号i以及信号值f(i)，所述信号值f(i)即为与编号i的信号组对应的二进制值，其中i为整数，且i≥1，通过下列编码公式进行计算，获得计算结果值，

<mrow> <mi>d</mi> <mi>a</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> <mi>N</mi> </munderover> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mn>2</mn> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msup> <mo>,</mo> </mrow>

data为磁条码的计算结果值。

4.一种磁导航机器人的路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将如权利要求1或2所述的磁条码铺设于磁轨道上；

(2)按照下列公式，计算得到磁条码的识别值，将识别值存储于机器人控制系统内，并根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型设置对机器人相应的执行操作，

<mrow> <mi>d</mi> <mi>a</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> <mi>N</mi> </munderover> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mn>2</mn> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msup> </mrow>

data为识别值，

N为数据区内信号组的总组数，

i为读取方向上各个信号组的编号，其中i为整数，且i≥1，

f(i)为编号i的信号组对应的二进制值；

(3)机器人在磁轨道上移动时，机器人底部的磁导航模块按照权利要求3所述的读取方法读取所述磁条码后，机器人控制系统计算得到所述磁条码的计算结果值；

(4)将计算得到的计算结果值与预先存储于机器人控制系统内的识别值进行匹配比较，若计算结果值与识别值信息匹配，那么控制系统根据所述磁条码在磁轨道上的位置类型对机器人的运行执行相应操作。