CN111273672A - 基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法、系统和无人车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动导航技术领域，具体涉及一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法、系统和无人车。其中自动巡线方法包括：在待巡线路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标，通过设置在无人车前端的多个探测天线实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号，根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签，根据多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向，控制无人车沿着所述行进方向经过该目标标签，以此完成巡线。该方法采用射频标签体积小，容易布置且成本低，同时采用射频标签探测技术，不受光线或者GPS信号强度的限制，可以应用在多种环境下。

Description

基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法、系统和无人车

技术领域

本发明涉及自动导航技术领域，具体涉及一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法、系统和无人车。

背景技术

为了节省人力，现在自动导航机器人在工业上已经得到了普遍的应用，现有的自动导航或者巡线技术中，部分采用二维码识别技术，但是如果光线较暗，就会造成识别错误或者花费时间较长，影响导航的精度、巡线的速度。还有部分技术采用三维建模和GPS定位，如果GPS信号弱，影响定位的精度和导航的精确性，同时采用GPS定位技术则需要GPS定位模块，增加了硬件成本。因此现有的无人车巡线技术容易受到应用环境条件的限制，在部分应用环境中无法实现自动巡线技术。

发明内容

为了解决现有技术中无人车巡线技术在部分环境中无法应用的技术问题，本发明申请提供一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法、系统和无人车。

一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法,包括：

在待巡线路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标；

通过设置在无人车前端的多个探测天线实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号；

根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签；

根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向；

控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签。

在另一种实施例中，所述无人车包括并排设置在车身前端的第一探测天线和第二探测天线；

所述根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向，控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签包括：

分别获取所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标射频标签之间的信号强度，判断所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度是否相等，若是则确定该无人车当前正对的方向为所述行进方向，并控制该无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签；

若否，则确认第一探测天线和第二探测天线中对应信号强度较小的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向，直到所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度相等后，再将无人车正对的方向的作为所述行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签。

在另一种实施例中，所述无人车还包括并排设置在车身前端的第三探测天线，所述第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线依次等间距设置在车身前端；

所述根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向，控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签包括：

分别获取第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线与所述目标标签之间的信号强度，判断是否第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等，若是则将第二探测天线对应的方向作为所述行进方向，并控制所述无人车沿着该行进方向直线行进并经过所述目标标签；

若否，则确认三个天线中对应的信号强度最大的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向，直到所述第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等后，再将第二探测天线所在方向的作为所述行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进并经过所述目标标签。

在另一种实施例中，所述无人车还包括设置车身后端的第四探测天线和第五探测天线；

所述的无人车自动巡线方法还包括：在控制无人车沿着该行进方向直线行进时，通过所述第四探测天线和第五探测天线探测位于车身后方的射频标签，并分别获取第四探测天线和第五探测天线与该后方的射频标签之间的信号强度，判断第四探测天线和第五探测天线对应的信号强度是否相等，若相等则按照预设的调速方法提高无人车行进的速度。

在另一种实施例中，所述控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向包括：

根据所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间的信号强度分别获取第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间的距离；

根据所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间的距离、第一探测天线和第二探测天线之间的距离计算无人车的待转向角度；

控制无人车在行进的同时，按照预设的调整速度向着所述微调方向调整无人车车头的正对方向；

其中，所述按照预设的调整速度向着所述微调方向调整无人车车头的正对方向包括：

角度调整步骤：按照预设的调整速度向着所述微调方向每次调整预设的调整角度，每次调整完成后都重新获取所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间信号强度，并判断所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度是否相等，若是则停止调整车头方向；

若否则重新确认待转向角度，重复所述角度调整步骤，直到所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度相等；

其中，所述预设的调整角度为所述待转向角度的二分之一或者三分之一；

所述待转向角度通过下述公式计算获得：

式中，b表示待转向角度，L₁表示第一探测天线与目标标签之间的距离，L₂表示第二探测天线与目标标签之间的距离，L₃表示第一探测天线与第二探测天线之间的距离。

在另一种实施例中，该方法还包括：

根据所述预设的射频标签排列顺序以及每个射频标签关联的数字坐标规划出待巡线路径的路径轨迹；

在行进中通过自学习的方法对所述路径轨迹进行修正。

在另一种实施例中，所述无人车还包括设置在车身底部的第六探测天线；

所述无人车自动巡线方法还包括：在无人车行进过程中通过所述第六探测天线探测出无人车当前是否位于某个射频标签的上方，若是则同时获取该电子标签的编号，根据所述射频标签的编号预测无人车当前在所述路径轨迹上所处的位置。

一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，在待巡线路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标；所述系统包括：

多个探测天线，用于设置在无人车的前端使得在无人车进行过程中实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号；

目标标签确认模块，用于根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签；

行进方向规划模块，用于根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向；

运动控制模块，用于控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签。

在另一种实施例中，所述无人车包括并排设置在车身前端的第一探测天线和第二探测天线；

所述行进方向规划模块用于，分别获取所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标射频标签之间的信号强度，判断所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度是否相等，若是则确定该无人车当前正对的方向为所述行进方向，并控制该无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签；

若否，则确认第一探测天线和第二探测天线中对应信号强度较小的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向，直到所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度相等后，再将无人车正对的方向的作为所述行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签。

在另一种实施例中，所述无人车还包括设置车身后端的第四探测天线和第五探测天线；

所述运动控制模块还用于在无人车沿着该行进方向直线行进时，通过所述第四探测天线和第五探测天线探测位于车身后方的射频标签，并分别获取第四探测天线和第五探测天线与该后方的射频标签之间的信号强度，判断第四探测天线和第五探测天线对应的信号强度是否相等，若相等则按照预设的调速方法提高无人车行进的速度。

在另一种实施例中，所述控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向包括：

控制无人车在行进的同时，按照预设的调整速度向着所述微调方法调整无人车车头的正对方向。

在另一种实施例中，该系统还包括路径规划模块和自学习模块；

所述路径规划模块用于根据所述预设的射频标签排列顺序以及每个射频标签关联的数字坐标规划出待巡线路径的路径轨迹；

所述自学习模块用于在无人车行进过程中通过自学习的方法对所述路径轨迹进行修正。

在另一种实施例中，所述无人车还包括设置在车身底部的第六探测天线；

所述无人车自动巡线系统还包括定位模块，用于在无人车行进过程中通过所述第六探测天线探测出无人车当前是否位于某个射频标签的上方，若是则同时获取该电子标签的编号，根据所述射频标签的编号预测无人车当前在所述路径轨迹上所处的位置。

一种基于已知坐标射频标签巡线的无人车，包括如上所述的无人车巡线系统。

依据上述实施例的基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法，在待巡线的路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标，通过设置在无人车前端的多个探测天线实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号，根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签，根据多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向，控制无人车沿着所述行进方向经过目标标签，以此经过路径上所有的射频标签，从而完成巡线。该方法采用射频标签体积小，容易布置且成本低，同时采用射频标签探测技术，不受光线或者GPS信号强度的限制，可以应用在多种环境下。此外在无人车直行和转弯时可以布置不同密度的标签，达到精确控制无人车位置精度的要求，实现准确转弯。

附图说明

图1为本申请实施例的无人车自动巡线方法流程图；

图2为本申请实施例的探测标签布置示意图；

图3为本申请实施例的无人车及探测天线正示图；

图4为本申请实施例的无人车及探测天线俯视图；

图5a为本申请实施例探测天线与前方多个标签之间信号强度示意图；

图5b为本申请实施例在直线路段车头方向正对射频标签时信号强度示意图；

图6为在弯道时车头方向与目标标签未正对情况下信号强度示意图；

图7为在弯道时车头方向调整后与目标标签正对情况下信号强度示意图；

图8为在车头方向调整后与目标标签正对时同时可以加速情况下信号强度示意图；

图9为车头方向的待调整角度示意图；

图10为车身底部的探测天线探测范围示意图；

图11为本实施例无人车自动巡线系统结构示意图。

图12为本实施例无人车车头调整前后信号强度示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

请参考图1，本实施例提供一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法,该方法包括：

步骤101：在待巡线路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标；

步骤102：通过设置在无人车前端的多个探测天线实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号；

步骤103：根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签；

步骤104：根据多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向；

步骤105：控制无人车沿着行进方向经过目标标签；这样依次按照射频标签的排列顺序经过所有标签，完成巡线。

其中，在步骤101中布置射频标签时，如图2，沿着待巡线的路径上设置，其中直线路段布置的比较稀疏，转弯节点的射频标签布置密集，从而可以控制无人车准确地沿着路径轨迹行进。例如，可以根据现场环境的实际情况，以当前地面为平面，建立二维坐标系，标记每个射频标签在该二维坐标系中的数字坐标，然后将该数字坐标和每个射频标签相关联。由于射频标签，特别是无源UHF标签，具有体积小、成本低、极易布设的特点，因此基于射频标签关键节点的智能巡线无人车具有极大的应用价值。本实施例在无人车直行和转弯时可以布置不同密度的标签，达到精确控制无人车位置精度的要求，实现准确转弯。

其中，在步骤102中，首先通过手动遥控技术控制无人车沿着待巡线路径行驶一周，并在行驶的过程中通过自学习的方法获取该待巡线路径上的路径信息；该路径信息包括该待巡线路径上每个射频标签的编号以及射频标签的排列顺序，每个射频标签的唯一编号可以当作其身份信息，例如获取某个标签的编号为5号，射频标签的排列顺序为无人车在待巡线路径上依次经过的标签的编号排列顺序，例如标签的编号排列顺序为2号-3号-4号。将每个射频标签的编号以及标签的编号排列顺序进行存储。

其中，在步骤102中，在正常巡线时，在通过设置在无人车前端多个探测天线可以实时探测出路径上位于无人车前方的射频标签同时获取其编号，例如获取某个标签的编号为5号，预先将无人车依次经过的每个射频标签的编号排列顺序进行存储。一般的有可能会探测到前方的两个标签，根据已经获取的标签编号排列顺序即可确定路径上下一个标签的编号。在其他实施例中，也可以同时根据射频标签与探测天线之间的信号强度来判断路径上下一个要经过的射频标签，因为一般下一个待经过的射频标签与探测天线之间的距离比较近，因此该射频标签与探测天线之间的信号强度比较大，由此可以判断出下一个待经过的射频标签，将下一个待经过的标签作为目标标签。

一般的，探测天线与射频标签之间的信号强度较大，说明该探测天线和射频标签的距离越近，如图5a中，如果第一探测天线31和第二探测天线32均探测到射频标签n、射频标签(n+1)、射频标签(n+2)，图中简称标签n、标签(n+1)、标签(n+2)。分别获取第一探测天线31和第二探测天线32与标签n、标签(n+1)、标签(n+2)之间的信号强度，由于第二探测天线32与标签n之间距离最近且信号强度最大，则该第二探测天线32的方向更加靠近射频标签n，因此该编号为n的标签则是下一个待经过的目标标签。

其中，在步骤104中，通过获取多个探测天线与目标标签之间的信号强度，一般的与目标标签之间信号强度最大的探测天线所对应的的方向比较接近当前行进方向。

具体的，如图3和图4，本实施例中的无人车包括并排设置在车体3前端的第一探测天线31和第二探测天线32，本示例的探测天线为根据反射原理设计的天线，其探测的范围与天线的方向和安装位置有关，例如第一探测天线31和第二探测天线32安装在车身前端，则其探测的方向如图5b中的两个虚线所示的范围。通过设置在无人车前端的第一探测天线31和第二探测天线32探测无人车前方的路径上的射频标签并获取其编号为A，并分别获取第一探测天线31和第二探测天线32与该射频标签A之间的信号强度，如图5b，判断第一探测天线31和第二探测天线32对应的信号强度是否相等，若是则确定该无人车当前车头正对的方向为行进方向，并控制该无人车沿着该行进方向直线行进经过目标标签A。如图6，若第一探测天线31和第二探测天线32对应的信号强度不相等，则说明目前车头正对的方向不是正确的车行进方向，则确认第一探测天线31和第二探测天线32中对应信号强度较小的天线所在一侧的方向作为微调方向，如图6中箭头的方向即为微调方向，控制无人车在行进时向着微调方向调整车头方向，如图7，直到第一探测天线31和第二探测天线32对应的信号强度相等后，再将无人车的车头正对的方向的作为行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进经过目标标签A。按照此方法依次经过待巡线路径上的所有射频标签完成巡线。

在另一种实施例中，无人车还包括并排设置在车身前端的第三探测天线，第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线依次等间距设置在车身前端，即第二探测天线位于中间，第一探测天线和第三探测天线分别位于第二探测天线的两侧。分别获取第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线与目标标签之间的信号强度，判断是否第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等，若是则将第二探测天线对应的方向作为行进方向，并控制无人车沿着该行进方向直线行进并经过目标标签；若否，则确认三个天线中对应的信号强度最大的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制无人车在行进时向着微调方向调整车头方向，直到第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等后，再将第二探测天线所在方向的作为行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进并经过目标标签。

其中，本实施例中，在确认无人车的微调方向之后调整无人车车头时，控制无人车在行进的同时按照预设的调整速度向着微调方法调整无人车车头的正对方向。如图6的状态到图7的状态，无人车的调成车头正对方向时是一边行进一边调整，例如在行进时按照每秒10°的角速度调整无人车车头的正对方向，并且调整的同时需要实时检测是否达到第一探测天线31和第二探测天线31对应的信号强度相同时，则停止调整，并将当前无人车车头的正对方向作为行进方向，控制无人车沿着该行进方向前进。

在本实施例中，控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向包括：

根据第一探测天线和第二探测天线与目标标签之间的信号强度分别获取第一探测天线和第二探测天线与目标标签之间的距离；

根据第一探测天线和第二探测天线与目标标签之间的距离、第一探测天线和第二探测天线之间的距离计算无人车的待转向角度；

控制无人车在行进的同时，按照预设的调整速度向着微调方向调整无人车车头的正对方向；

其中，按照预设的调整速度向着微调方向调整无人车车头的正对方向包括：

角度调整步骤：按照预设的调整速度向着微调方向每次调整预设的调整角度，每次调整完成后都重新获取所述第一探测天线和第二探测天线与目标标签之间信号强度，并判断第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度是否相等，若是则停止调整车头方向。

若否则重新确认待转向角度，重复上述角度调整步骤，直到第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度相等。

其中，预设的调整角度为待转向角度的二分之一或者三分之一；

其中，待转向角度通过下述公式计算获得：

式中，b表示待转向角度，L₁表示第一探测天线与目标标签之间的距离，L₂表示第二探测天线与目标标签之间的距离，L₃表示第一探测天线与第二探测天线之间的距离。

如图9，第一探测天线31和第二探测天线31之间的安装的距离DE根据测量可知，分别根据第一探测天线31和第二探测天线31与目标标签A之间信号强度可知AD和AE的距离，这是事先进行测量标定的，根据信号强度和距离的关系，根据每根探测天线接收到标签后的信号强度可知道其与天线之间的距离。b为车头待转向的角度，根据AD、AE和DE之间距离可以得知a和d的角度，如图12，当车头调整到正对目标标签A的位置时候，第一探测天线31、第二探测天线31以及目标标签A之间的距离构成等腰三角形，进而推算出c的角度，即可以得到b＝c-a,即得到待转向的角度b,控制系统即可控制无人车在行进过程中转向角度，完成方向调整。

其中，调整转向角时，每次的调整量为待转向角的的二分之一，例如车头待转向的角度为b,第一次转向时车头的调整量为1/2b,然后根据上述方法判断是否达到调整要求，即判断此时第一探测天线31和第二探测天线31对应的信号强度是否相同，若相同则表示达到调整要求，则停止调整，否则继续调整，第二次调整量则为1/4b，依次类推，直到达到调整要求。需要说明的是，在其他实施例中也可以设置每次调整量为待转向角度的三分之一或者四分之一，例如1/3b或者1/4b，此处不做限定。

本实施例通过下公式计算待转向的角度为b：

其中，L₁表示第一探测天线与目标标签之间的距离，如图9和图12中AD两点之间的距离，L₂表示第二探测天线与目标标签之间的距离，如图9和图12中AE两点之间的距离，L₃表示第一探测天线与第二探测天线之间的距离，如9和图12中DE两点之间的距离。

进一步的，如图8，无人车还包括设置车身后端的第四探测天线34和第五探测天线35，第四探测天线34和第五探测天线35，在确认当前无人车的车头正对前方的目标标签C，在确认无人车的行进方向后，控制无人车沿着该行进方向直线行进时，还同时通过第四探测天线34和第五探测天线35探测位于车身后方的射频标签B，并分别获取第四探测天线34和第五探测天线35与该后方的射频标签B之间的信号强度，判断第四探测天线34和第五探测天线35对应的信号强度是否相等，若相等则按照预设的调速方法提高无人车行进的速度。例如调整为预设的行进速度，或者按照预设的加速策略加速，使得无人车加速行驶，提高巡线效率。

在一种实施例中，该方法还包括根据预设的射频标签排列顺序以及每个射频标签关联的数字坐标规划出待巡线路径的路径轨迹，在路径轨迹对应的位置对射频标签进行标定，同时在行进中通过自学习的方法对所述路径轨迹进行修正。

在无人车行进过程中通过自学习方法获取待巡线路径的路径信息，该路径信息包括每两个相邻标签之间车头方向的调整信息、每两个相邻标签之间的距离信息，两个相邻标签之间车头方向的调整信息即为两个标签之间的待转向角度，可以通过无人车上的陀螺仪传感器获取，每两个相邻标签之间的距离信息可以通过该设置在电机上的编码器获取，编码器记录在两个标签之间行进时间段的距离。根据射频标签的排列顺序、每两个相邻标签之间车头方向的调整信息、每两个相邻标签之间的距离信息可以拟合出路径轨迹，同时在每次行进过程中通过自学习不断的更新和修正该路径轨迹，使得该路径信息更加精确。

进一步的，本实施例的无人车还包括设置在车身底部的第六探测天线33，在无人车行进过程中通过第六探测天线33探测出无人车当前是否位于某个电子标签的上方，若是则同时获取该电子标签的编号，根据电子标签的编号预测无人车当前在路径轨迹上所处的位置。其中该第六探测天线33设置在车身底部的中间位置，其探测的范围比较小，探测的范围为车身下方的一个局部区域。当第六探测天线33探测到某个标签时，即可根据该标签的编号预测无人车当前在路径轨迹上所处的位置，也可以根据此位置知道无人车目前在当前待巡线路径上的位置，即无人车目前在当前环境中的位置。

本实施例中的多个探测天线均采用反射型天线，根据需要的天线性能不同，具体选择的天线大小(包括尺寸大小和功率大小)不同，例如，设置在无人车前方的第一探测天线31和第二探测天线32采用75X75毫米4dBi四臂螺旋圆极化天线，四臂螺旋圆极化天线是适用于UHF频段RFID应用场合的通用型远场天线，具有小体积、高增益、低驻波、方向图对称性好、低轴比等特点。可方便地应用于UHF频段RFID终端中。其频率范围为902MHz～928MHz，其增益大于4dBi。设置在无人车后方的第四探测天线34和第五探测天线35采用3dBi40X40毫米陶瓷天线，其包括包括反射板和设置在反射板上的陶瓷，其反射板尺寸为50X50X1毫米，其陶瓷尺寸大小为40X40X4毫米，频率范围为920-925MHz。设置在无人车底部的第六探测天线33采用5dBi 25X25毫米陶瓷天线，其也包括反射板和设置在反射板上的陶瓷，其中反射板尺寸为30X30X1毫米，陶瓷尺寸为25X25X4毫米，其频率范围为920-925MHz。由于设置在无人车底部的第六探测天线33需要探测的范围较小，因此其反射板尺寸和陶瓷尺寸都比第四探测天线34和第五探测天线35小。

本实施例的无人车自动巡线方法采用射频标签体积小，容易布置且成本低，同时采用射频标签探测技术，不受光线或者GPS信号强度的限制，可以应用在多种环境下。

实施例二：

本实施例中提供一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，首先在待巡线的路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标，其中直线路段布置的比较稀疏，转弯节点的射频标签布置密集，从而可以控制无人车准确地沿着路径轨迹行进，由于射频标签具有体积小、成本低和极易布设的特点，因此基于射频标签关键节点的智能巡线无人车具有极大的应用价值。在无人车的车体或者其他机器人上设有多个用于探测射频标签的探测天线。

如图11，本实施例的无人车巡线系统包括包括多个探测天线201、目标标签确认模块207、行进方向规划模块203、运动控制模块204。

其中，多个探测天线201用于设置在无人车的前端使得在无人车进行过程中实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号。

目标标签确认模块207用于根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签。

行进方向规划模块203用于根据多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向。

其中，运动控制模块204用于控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签，这样依次按照预设的标签的编号顺序经过路径上所有标签，即完成了一次巡线。同时运动控制模块204还具有现有的自动导航无人车的通用功能，例如接收无线遥控器的控制信号行驶。

其中，如图4，本实施例中无人车包括并排设置在车身前端的第一探测天线31和第二探测天线32，行进方向规划模块203用于分别获取第一探测天线31和第二探测天线32与目标射频标签之间的信号强度，判断第一探测天线31和第二探测天线32对应的信号强度是否相等，若是则确定该无人车当前正对的方向为所述行进方向，并控制该无人车沿着该行进方向直线行进经过目标标签。若否，则确认第一探测天线31和第二探测天线32中对应信号强度较小的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制无人车在行进时向着微调方向调整车头方向，直到第一探测天线31和第二探测天线32对应的信号强度相等后，再将无人车正对的方向的作为行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进经过目标标签。具体的行进方向确认方法和实施例1相同，此处不再赘述。

在另一种实施例中，无人车还包括并排设置在车身前端的第三探测天线，第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线依次等间距设置在车身前端，即第二探测天线位于中间，第一探测天线和第三探测天线分别位于第二探测天线的两侧。分别获取第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线与目标标签之间的信号强度，判断是否第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等，若是则将第二探测天线对应的方向作为行进方向，并控制无人车沿着该行进方向直线行进并经过目标标签；若否，则确认三个天线中对应的信号强度最大的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制无人车在行进时向着微调方向调整车头方向，直到第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等后，再将第二探测天线所在方向的作为行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进并经过目标标签。

进一步的，如图8，无人车还包括设置车身后端的第四探测天线34和第五探测天线35，第四探测天线34和第五探测天线35探测的范围为车身后端的范围，其探测范围也如同第一探测天线31和第二探测天线32的相同，为一个扇形区域，不会探测到前方的标签。在确认当前无人车的车头正对前方的目标标签C，在确认无人车的行进方向后，运动控制模块204控制无人车沿着该行进方向直线行进时，还同时通过第四探测天线34和第五探测天线35探测位于车身后方的射频标签B，并分别获取第四探测天线34和第五探测天线35与该后方的射频标签B之间的信号强度，判断第四探测天线34和第五探测天线35对应的信号强度是否相等，若相等则按照预设的调速方法提高无人车行进的速度。例如调整为预设的行进速度，或者按照预设的加速策略加速，使得无人车加速行驶，提高巡线效率。

其中，控制无人车在行进时向着微调方向调整车头方向包括：控制无人车在行进的同时，按照预设的调整速度向着微调方法调整无人车车头的正对方向，具体的调整方法和实施例1的相同，此处不再赘述。

在另一种实施例中，该无人车自动巡线系统还包括路径规划模块205和自学习模块202，该路径规划模块用于根据预设的射频标签排列顺序以及每个射频标签关联的数字坐标规划出待巡线路径的路径轨迹。该自学习模块202用于在无人车行进过程中通过自学习的方法对规划出的路径轨迹进行不断的修正，适得其更加精确。例如，自学习模块202用于在无人车行进过程中通过自学习方法获取待巡线路径的路径信息，该路径信息包括每两个相邻标签之间车头方向的调整信息、每两个相邻标签之间的距离信息，两个相邻标签之间车头方向的调整信息即为两个标签之间的待转向角度，可以通过无人车上的陀螺仪传感器获取，每两个相邻标签之间的距离信息可以通过该设置在电机上的编码器获取，编码器记录在两个标签之间行进时间段的距离。根据射频标签的排列顺序、每两个相邻标签之间车头方向的调整信息、每两个相邻标签之间的距离信息可以拟合出路径轨迹，同时在每次行进过程中通过自学习不断的更新和修正该路径轨迹，使得该路径信息更加精确。

进一步的，本实施例的无人车还包括设置在车身底部的第六探测天线33。本实施例的无人车自动巡线系统还包括定位模块206，用于在无人车行进过程中通过第六探测天线33探测出无人车当前是否位于某个射频标签的上方，若是则同时获取该电子标签的编号，根据射频标签的编号预测无人车当前在路径轨迹上所处的位置。

本实施例中各模块中的具体实现方法和实施例1中相同，此处不再赘述，同时本实施例的无人车的机械结构，例如转向系统、运行系统等都和现有的无人车或者自动导航车相同，此处不再赘述。

本实施例提供的无人车自动巡线系统采用射频标签探测技术，不受光线或者GPS信号强度的限制，可以应用在多种环境下，且探测准确，导航精度高。

实施例三

本实施例提供一种基于已知坐标射频标签巡线的无人车，该无人车包括如上实施例2提供的无人车巡线系统。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (14)

1.一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法,其特征在于，包括：

在待巡线路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标；

通过设置在无人车前端的多个探测天线实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号；

根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签；

根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向；

控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签。

2.如权利要求1所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法，其特征在于，所述无人车包括并排设置在车身前端的第一探测天线和第二探测天线；

所述根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向，控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签包括：

分别获取所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标射频标签之间的信号强度，判断所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度是否相等，若是则确定该无人车当前正对的方向为所述行进方向，并控制该无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签；

若否，则确认第一探测天线和第二探测天线中对应信号强度较小的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向，直到所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度相等后，再将无人车正对的方向的作为所述行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签。

3.如权利要求2所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法，其特征在于，所述无人车还包括并排设置在车身前端的第三探测天线，所述第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线依次等间距设置在车身前端；

所述根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向，控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签包括：

分别获取第一探测天线、第二探测天线、第三探测天线与所述目标标签之间的信号强度，判断是否第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等，若是则将第二探测天线对应的方向作为所述行进方向，并控制所述无人车沿着该行进方向直线行进并经过所述目标标签；

若否，则确认三个天线中对应的信号强度最大的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向，直到所述第二探测天线对应的信号强度最小且第一探测天线和第三探测天线对应的信号强度相等后，再将第二探测天线所在方向的作为所述行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进并经过所述目标标签。

4.如权利要求2或3所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法，其特征在于，所述无人车还包括设置车身后端的第四探测天线和第五探测天线；

所述的无人车自动巡线方法还包括：在控制无人车沿着该行进方向直线行进时，通过所述第四探测天线和第五探测天线探测位于车身后方的射频标签，并分别获取第四探测天线和第五探测天线与该后方的射频标签之间的信号强度，判断第四探测天线和第五探测天线对应的信号强度是否相等，若相等则按照预设的调速方法提高无人车行进的速度。

5.如权利要求2或3所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法，其特征在于，所述控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向包括：

根据所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间的信号强度分别获取第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间的距离；

根据所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间的距离、第一探测天线和第二探测天线之间的距离计算无人车的待转向角度；

控制无人车在行进的同时，按照预设的调整速度向着所述微调方向调整无人车车头的正对方向；

其中，所述按照预设的调整速度向着所述微调方向调整无人车车头的正对方向包括：

角度调整步骤：按照预设的调整速度向着所述微调方向每次调整预设的调整角度，每次调整完成后都重新获取所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标标签之间信号强度，并判断所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度是否相等，若是则停止调整车头方向；

若否则重新确认待转向角度，重复所述角度调整步骤，直到所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度相等；

其中，所述预设的调整角度为所述待转向角度的二分之一或者三分之一；

所述待转向角度通过下述公式计算获得：

式中，b表示待转向角度，L₁表示第一探测天线与目标标签之间的距离，L₂表示第二探测天线与目标标签之间的距离，L₃表示第一探测天线与第二探测天线之间的距离。

6.如权利要求5所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法，其特征在于，还包括：

根据所述预设的射频标签排列顺序以及每个射频标签关联的数字坐标规划出待巡线路径的路径轨迹；

在行进中通过自学习的方法对所述路径轨迹进行修正。

7.如权利要求6所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线方法，其特征在于，所述无人车还包括设置在车身底部的第六探测天线；

所述无人车自动巡线方法还包括：在无人车行进过程中通过所述第六探测天线探测出无人车当前是否位于某个射频标签的上方，若是则同时获取该电子标签的编号，根据所述射频标签的编号预测无人车当前在所述路径轨迹上所处的位置。

8.一种基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，在待巡线路径上设置多个具有唯一编号的射频标签，每个射频标签关联有一个数字坐标；其特征在于，所述系统包括：

多个探测天线，用于设置在无人车的前端使得在无人车进行过程中实时探测出位于无人车前方的射频标签及其编号；

目标标签确认模块，用于根据探测出的射频标签的编号和预设的射频标签排列顺序确认路径上下一个待经过的目标标签；

行进方向规划模块，用于根据所述多个探测天线与目标标签之间的信号强度确认当前的行进方向；

运动控制模块，用于控制所述无人车沿着所述行进方向经过所述目标标签。

9.如权利要求8所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，其特征在于，所述无人车包括并排设置在车身前端的第一探测天线和第二探测天线；

所述行进方向规划模块用于，分别获取所述第一探测天线和第二探测天线与所述目标射频标签之间的信号强度，判断所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度是否相等，若是则确定该无人车当前正对的方向为所述行进方向，并控制该无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签；

若否，则确认第一探测天线和第二探测天线中对应信号强度较小的天线所在一侧的方向作为微调方向，控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向，直到所述第一探测天线和第二探测天线对应的信号强度相等后，再将无人车正对的方向的作为所述行进方向并控制无人车沿着该行进方向直线行进经过所述目标标签。

10.如权利要求9所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，其特征在于，所述无人车还包括设置车身后端的第四探测天线和第五探测天线；

所述运动控制模块还用于在无人车沿着该行进方向直线行进时，通过所述第四探测天线和第五探测天线探测位于车身后方的射频标签，并分别获取第四探测天线和第五探测天线与该后方的射频标签之间的信号强度，判断第四探测天线和第五探测天线对应的信号强度是否相等，若相等则按照预设的调速方法提高无人车行进的速度。

11.如权利要求10所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，其特征在于，所述控制所述无人车在行进时向着所述微调方向调整车头方向包括：

控制无人车在行进的同时，按照预设的调整速度向着所述微调方法调整无人车车头的正对方向。

12.如权利要求11所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，其特征在于，还包括路径规划模块和自学习模块；

所述路径规划模块用于根据所述预设的射频标签排列顺序以及每个射频标签关联的数字坐标规划出待巡线路径的路径轨迹；

所述自学习模块用于在无人车行进过程中通过自学习的方法对所述路径轨迹进行修正。

13.如权利要求12所述的基于已知坐标射频标签的无人车巡线系统，其特征在于，所述无人车还包括设置在车身底部的第六探测天线；

所述无人车自动巡线系统还包括定位模块，用于在无人车行进过程中通过所述第六探测天线探测出无人车当前是否位于某个射频标签的上方，若是则同时获取该电子标签的编号，根据所述射频标签的编号预测无人车当前在所述路径轨迹上所处的位置。

14.一种基于已知坐标射频标签巡线的无人车，其特征在于，包括如权利要求8-13任一项所述的无人车巡线系统。

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