CN112270393A - 一种轨道机器人定位校准装置及校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道机器人定位校准装置及校准方法，所述校准装置包括一个RFID标签和两个磁钉，RFID安装于两个磁钉之间，每个磁钉与RFID标签的距离至少为30cm；所述轨道机器人上安装有用于感应RFID标签和磁钉的非接触式RFID天线和霍尔感应器件。所述校准方法为：在机器人轨道上安装固定好RFID标签及其两侧各一个磁钉，并设定好RFID标签的初始位置信息；设定完成后，机器人经过定位装置后进行位置校准设定。本技术方案采用混合方式，将霍尔感应器件及RFID天线结合加以应用，有效地解决了精确校准的问题。
Description
技术领域
本发明涉及定位校准装置及校准方法，尤其涉及一种轨道机器人定位校准装置及校准方法。
背景技术
当前轨道机器人定位系统有几种方案，第一种使用机器人内置码表进行测量计数，第二种使用外部标签。对于马达驱动机器人来说，第一种方式主要有马达编码器，或外接马达转动测量仪器进行测量。这种方法在理想状态下可以达到较高的定位精度，但由于对编码器、测量器具及环境条件依赖性较高，在打滑、固定不到位、偏移等情况下就会出现无法修复的累积误差。第二种方式有一般的外部标签如二维码、RFID标签等方式。该方式由于感应方式单一且感应距离较大及处理时间延迟问题，导致无法实现比较精确的定位。因此，研发一种轨道机器人定位校准装置及校准方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，本发明提供了一种轨道机器人定位校准装置及校准方法。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种轨道机器人定位校准装置，包括一个RFID标签和两个磁钉，RFID安装于两个磁钉之间，每个磁钉与RFID标签的距离至少为30cm；所述轨道机器人上安装有用于感应RFID标签和磁钉的非接触式RFID天线和霍尔感应器件。
进一步地，所述磁钉通过塑料磁钉托嵌入轨道中并固定。
进一步地，所述RFID标签通过支架连接于轨道上并固定。
本发明的一种轨道机器人定位校准方法，包括以下步骤：
(1)在机器人轨道上安装固定好RFID标签及其两侧各一个磁钉，并设定好RFID标签的初始位置信息；
(2)当轨道机器人从装置一侧向定位装置运行时，首先通过第一个磁钉，此时，由于缺少ID信息暂时不进行位置校正；
(3)当轨道机器人经过RFID标签后，根据RFID标签信息及该RFID标签的位置信息，通过非接触式RFID天线进行感应，当RFID天线感应到RFID标签时，便根据设定位置进行第一次粗校正；由于RFID天线存在较大感应范围(如135kHz频段的RFID感应距离在10公分左右)，这一次粗校正步骤只能将位置校准到100-200mm的范围内；
(4)当轨道机器人经过第二个磁钉时，根据该磁钉位置信息进行细校正，由于磁钉感应可以通过霍尔感应器件探测，霍尔感应器件能够在毫米级的范围内进行感应，该步骤将轨道机器人运动及测量误差校正至1-10mm的范围内。
进一步地，由于RFID天线的感应范围比较大，为了保证RFID标签感应不会与磁钉造成相互干扰，需要将RFID标签与磁钉距离设置在至少30cm，防止相互干扰。
本发明与现有技术相比的优点是：在定位校准精度方面，传统的第一种编码器方式在外界环境不理想的情况下会出现累积性偏差，随着运行时间增加而增加，无法收敛。传统的第二种方式受限于感受距离及处理速度影响，校准误差在较好的情况下可以控制在100-200mm之间。而本技术方案采用混合方式，将霍尔感应器件及RFID天线结合加以应用，有效地解决了精确校准的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1所示，一种轨道机器人定位校准装置，包括一个RFID标签1和两个磁钉2，RFID安装于两个磁钉2之间，每个磁钉2与RFID标签1的距离至少为30cm；所述轨道机器人上安装有用于感应RFID标签1和磁钉2的非接触式RFID天线和霍尔感应器件。
进一步地，所述磁钉2通过塑料磁钉2托嵌入轨道3中并固定。
进一步地，所述RFID标签通过支架连接于轨道3上并固定。
本发明的一种轨道机器人定位校准方法，包括以下步骤：
(1)在机器人轨道3上安装固定好RFID标签及其两侧各一个磁钉2，并设定好RFID标签的初始位置信息；
(2)当轨道机器人从装置一侧向定位装置运行时，首先通过第一个磁钉2，此时，由于缺少ID信息暂时不进行位置校正；
(3)当轨道机器人经过RFID标签后，根据RFID标签信息及该RFID标签的位置信息，通过非接触式RFID天线进行感应，当RFID天线感应到RFID标签时，便根据设定位置进行第一次粗校正；由于RFID天线存在较大感应范围(如135kHz频段的RFID感应距离在10公分左右)，这一次粗校正步骤只能将位置校准到100-200mm的范围内；
(4)当轨道机器人经过第二个磁钉2时，根据该磁钉2位置信息进行细校正，由于磁钉2感应可以通过霍尔感应器件探测，霍尔感应器件能够在毫米级的范围内进行感应，该步骤将轨道机器人运动及测量误差校正至1-10mm的范围内。
进一步地，由于RFID天线的感应范围比较大，为了保证RFID标签感应不会与磁钉2造成相互干扰，需要将RFID标签与磁钉2距离设置在至少30cm，防止相互干扰。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种轨道机器人定位校准装置，其特征在于：包括一个RFID标签和两个磁钉，RFID安装于两个磁钉之间，每个磁钉与RFID标签的距离至少为30cm；所述轨道机器人上安装有用于感应RFID标签和磁钉的非接触式RFID天线和霍尔感应器件。
2.根据权利要求1所述的一种轨道机器人定位校准装置，其特征在于：所述磁钉通过塑料磁钉托嵌入轨道中并固定。
3.根据权利要求1所述的一种轨道机器人定位校准装置，其特征在于：所述RFID标签通过支架连接于轨道上并固定。
4.一种轨道机器人定位校准方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在机器人轨道上安装固定好RFID标签及其两侧各一个磁钉，并设定好RFID标签的初始位置信息；
(2)当轨道机器人从装置一侧向定位装置运行时，首先通过第一个磁钉，此时，由于缺少ID信息暂时不进行位置校正；
(3)当轨道机器人经过RFID标签后，根据RFID标签信息及该RFID标签的位置信息，通过非接触式RFID天线进行感应，当RFID天线感应到RFID标签时，便根据设定位置进行第一次粗校正；由于RFID天线存在较大感应范围(如135kHz频段的RFID感应距离在10公分左右)，这一次粗校正步骤只能将位置校准到100-200mm的范围内；
(4)当轨道机器人经过第二个磁钉时，根据该磁钉位置信息进行细校正，由于磁钉感应可以通过霍尔感应器件探测，霍尔感应器件能够在毫米级的范围内进行感应，该步骤将轨道机器人运动及测量误差校正至1-10mm的范围内。
5.根据权利要求4所述的一种轨道机器人定位校准方法，其特征在于：在步骤(1)中，由于RFID天线的感应范围比较大，为了保证RFID标签感应不会与磁钉造成相互干扰，需要将RFID标签与磁钉距离设置在至少30cm，防止相互干扰。
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