CN109582012A - 一种地标定位的机器人 - Google Patents
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Abstract
一种地标定位的机器人，本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种地标定位的机器人。一种地标定位的机器人，包括具有移动功能的机器人本体、RFID读卡器和摄像头模组，所述RFID读卡器天线设于机器人底部，所述机器人底部设有拍摄窗口，所述摄像头模组设于机器人本体内并且将摄像头朝向机器人底部拍摄窗口。所述机器人底部的RFID读卡器可以读取地标中的RFID卡，摄像头模组可拍摄地标上的图形图像，机器人可以从地标中的RFID卡中读取该地标的位置坐标信息，摄像头模组拍摄的地标上的图形图像可以帮助机器人进一步定位坐标中心点和坐标轴。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种地标定位的机器人。
背景技术
目前，随着机器人技术的发展仓储机器人和分拣机器人在规范区域内进行搬运和分拣作业已经得到很好的应用成果，地标定位的机器人是依赖地标定位导航移动的机器人，移动机器人尤其是VGA机器人对地标的依赖性较强，以亚马逊的kiva机器人为例，其使用二维码地标辅助机器人自我定位并实现导航，地标作为依赖地标进行自我定位的机器人尤为重要，随着信息技术的快速发展，二维码被广泛应用于各个企业及各类产品，二维码汇集了企业及产品的相关信息，通过扫描二维码可以获取相关信息，更可作为地标标注当前位置信息，机器人根据当前所处的位置和机器人的目标位置来导航移动，但是仅使用二维码地标对机器人的工作环境要求较高，机器人有可能因为环境光干扰或二维码地标污损造成无法识别或误识别，而且需要摄像头持续拍摄持续对视频图像的每帧图片进行识别判断，当机器人运行速度较高时对摄像头的帧数和快门速度有较高要求；还有一种方法是使用RFID卡作为机器人地标，机器人通过其自带的RFID卡读取器读取当前读到的RFID卡对应的位置信息，但是由于RFID卡的非接触特性，机器人不容易判断出读卡时的精确位置，更难以通过读取一张RFID卡判断出机器人当前的朝向信息；在仓储物流和分拣领域专业的机器人是以系统化群体运作的，当出现个别地标无法读取或机器人定位不准确，对机器人间的协作影响很大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种地标定位的机器人。
本发明所采用的技术方案是。
一种地标定位的机器人，包括具有移动功能的机器人本体、RFID读卡器和摄像头模组，所述RFID读卡器天线设于机器人底部，所述机器人底部设有拍摄窗口，所述摄像头模组设于机器人本体内并且将摄像头朝向机器人底部拍摄窗口。所述机器人底部的RFID读卡器可以读取地标中的RFID卡，摄像头模组可拍摄地标上的图形图像，机器人可以从地标中的RFID卡中读取该地标的位置坐标信息，摄像头模组拍摄的地标上的图形图像可以帮助机器人进一步定位坐标中心点和坐标轴；本发明提出的上述地标定位的机器人可以配合RFID卡导航和图案地标导航的地标导航系统运作，但是其最佳情况是配合RFID卡和非中心对称图形标识组合的地标使用，机器人的RFID卡读取器用于读取地标中RFID卡存储的该地标位置信息，同时摄像头拍摄地标的图形标识图像，然后通过拍摄的非对称标识图像进行识别，从中截取标识原点和坐标指向信息，机器人通过图像上的标识原点和坐标指向信息相对判断出机器人的当前精确位置和精确指向，上述对拍摄到的非对称标识的图像进行识别的方法可以使用拍摄到的图像与系统预存的该非对称标识图像在坐标轴中的信息进行对比运算识别来实现的；NFC卡在以本发明机器人所需的地标中替代RFID卡使用时其使用特性与RFID差异不大，可以理解为使用NFC卡充当了RFID卡，那么也就可以理解成如果机器人底部设有NFC通讯装置，其功能还是充当了RFID读卡器；所述机器人为可移动机器人，一般为轮式驱动机器人，机器人本体包括壳体、驱动轮、驱动轮电机、传动装置、电源模组、主控电路模组和对外通讯模组组成，对外通讯模组一般是指机器人和上位主机之间的通讯，通常选用WiFi通信模组来实现。
所述地标定位的机器人为一种VGA机器人。AGV是（Automated Guided Vehicle）的缩写，意即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV属于轮式移动机器人（WMR――Wheeled Mobile Robot）的范畴，本发明中的地标定位的机器人就可以是一种以RFID卡和图形标识为地标，通过读取RFID卡和识别地标上的图形标识来实现自动引导的运输车。
所述地标定位的机器人为一种分拣机器人。分拣机器人多用于邮件分拣，新一代的分拣机器人是每个机器人单机单件搬运到目标区域的分拣方法，分拣机器人在这个过程中最佳方案是地标导航，但是由于邮件是来源各异包装各异的，会有加大的灰尘量，依赖二维码的地标受影响较为严重，场地清洗工作对二维码地标的影响也较大所以使用RFID卡地标结合简单指示图案的地标更有利于机器人系统长期稳定运行。
所述摄像头模组通过RFID卡的读取触发摄像头拍摄或触发对摄像头拍下的当前帧图像进行识别。连续的拍摄和识别不但增大运算负载，更不能保证每帧图像都恰好拍摄的位置对应，使用RFID读卡器读取到地标时再触发快门是更为高效精准的做法，当然也可以让摄像头连续工作，通过触发高亮度闪光灯来获得高质量图像，更可以针对触发RFID读卡器读取到信息时的当前帧图像进行识别运算。
所述RFID读卡器天线为环形，天线环绕摄像头朝向的机器人底部的拍摄窗口。为了增加坐标定位的精准度，地标的图形标识图案可能印制在RFID卡上，形成重叠，这样无论机器人从任何角度经过地标上方，机器人底部的读卡器读取到RFID卡的时候机器人的摄像头模组刚好指向地标的图形标识，有利于拍摄和更好的定位。
所述机器人本体包含壳体、驱动轮、驱动轮电机、传动装置、电源模组、主控电路模组和对外通讯模组组成。上述对外通讯模组一般是指机器人和上位主机之间的通讯，通常选用WiFi通信模组来实现。
本发明提出的地标定位的机器人其核心点在于能够通过识别RFID卡地标和图形标识地标，结合RFID读卡器读取到的RFID卡地标信息和摄像头拍摄到的图形标识地标信息来进一步精准定位机器人自身位置。结合专用的RFID卡和图形标识的复合型地标时，使用RFID读卡器读取RFID卡来获得当前位置的坐标信息，通过拍摄和识别地标上的图形标识来辅助机器人判断其当前相对于该坐标原点的位置偏差和朝向偏差，这样机器人就可以通过结合RFID读卡和摄像头拍摄图像来综合判断其当前的绝对位置和绝对朝向信息了。
本发明强调了一种地标定位的机器人的特征，对于地标本身如何布设RFID卡和图形标识不属于本发明的必要特征，RFID读卡器的制作和摄像头模组制作及图像识别算法分别都属于本领域一般技术人员的公知常识。
附图说明
图1实施例1的一种地标定位的机器人示意图1。
图2实施例1的一种地标定位的机器人示意图2。
图中标记含义如下：1，RFID读卡器；2，摄像头模组。
具体实施方式
下面结合附图对具体实施方式提出示例。
一种地标定位的机器人，其特征是：包括具有移动功能的机器人本体、RFID读卡器和摄像头模组，所述RFID读卡器天线设于机器人底部，工作频率：13.56MHz,通讯协议：ISO14443，所述机器人底部设有160mm*160mm的拍摄窗口，所述摄像头模组选用800万像素摄像头设于机器人本体内并且将摄像头朝向机器人底部拍摄窗口，机器人本体包括铸造铝合金的地盘和ABS上盖组成的壳体，两个驱动轮，驱动轮电机选用1kW伺服电机，传动装置选用行星减速机，电源模组选用带电源管理电路的18650锂电池组、主控电路以ARM为核心模组和对外通讯模组选用WiFi通信模组实现机器人和上位主机之间的通讯。
Claims (6)
1.一种地标定位的机器人，其特征是：包括具有移动功能的机器人本体、RFID读卡器和摄像头模组，所述RFID读卡器天线设于机器人底部，所述机器人底部设有拍摄窗口，所述摄像头模组设于机器人本体内并且将摄像头朝向机器人底部拍摄窗口。
2.根据权利要求1所述的一种地标定位的机器人，其特征是：所述地标定位的机器人为一种VGA机器人。
3.根据权利要求1所述的一种地标定位的机器人，其特征是：所述地标定位的机器人为一种分拣机器人。
4.根据权利要求1所述的一种地标定位的机器人，其特征是：所述摄像头模组通过RFID卡的读取触发摄像头拍摄或触发对摄像头拍下的当前帧图像进行识别。
5.根据权利要求1所述的一种地标定位的机器人，其特征是：所述RFID读卡器天线为环形，天线环绕摄像头朝向的机器人底部的拍摄窗口。
6.根据权利要求1所述的一种地标定位的机器人，其特征是：所述机器人本体包含壳体、驱动轮、驱动轮电机、传动装置、电源模组、主控电路模组和对外通讯模组组成。
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Cited By (3)
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| CN110973271A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-10 | 湖北第二师范学院 | 石杵豆腐机器人 |
| CN114459483A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-10 | 上海交通大学 | 基于机器人导航用地标导航地图构建与应用方法、系统 |
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Application publication date: 20190405 |
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