CN113009920A - 一种移动机器人导航控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种移动机器人导航控制方法，当车体沿某一条引导线行驶时，先控制目标信号源向与之相连的目标引导线输入理想频率的交流电流，使目标引导线产生目标电磁信号；接着，电磁传感器检测目标电磁信号的实际频率，接收电磁传感器所反馈的实际频率；最后，判断实际频率是否与预设频率一致，若是，则继续目标引导线行驶；若否，则控制车体转向，直至实际频率与预设频率一致。通过改变交流电流的频率使每根引导线获取不同频率的电磁信号，保证不同频率的电磁信号不会相互干扰。当车体行驶至两根引导线的重合处时，车体可根据电磁信号的频率轻易区分开不同的引导线，降低导航失灵风险，导航可靠性较高，能够适应复杂路况，适应性得到提升。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种移动机器人导航控制方法。本发明还涉及一种移动机器人导航控制系统。
背景技术
移动机器人用以沿指定路径将货物自动输送至目标地，自动化程度高，广泛应用于工厂、仓库、码头及车站等场合。
为引导移动机器人沿指定路径行驶，地面通常铺设有多条导航引导线，每条导航引导线对应连接有一个电磁信号源，每个电磁信号源向与之相连的导航引导线提供交流电流，使导航引导线相应地产生一定频率的电磁信号。当移动机器人沿某条理想的导航引导线行驶时，内置的电磁信号检测传感器检测该导航引导线的电磁信号并将电磁信号转发至控制器，控制器将电磁信号转换为距离信号，再根据距离信号实时判断移动机器人当前是否指定路径，以此自动纠正车体的移动路径，使移动机器人准确沿指定路径行驶。
然而，现有全部电磁信号源提供统一频率的交流电流，使全部导航引导线产生相同的频率的电磁信号，当移动机器人行驶至两条以上导航引导线相重合的路段时，受多个相同频率的电磁信号的干扰，移动机器人会出现导航失灵问题，无法适应复杂路况，适应性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种移动机器人导航控制方法，通过改变交流电流的频率使每根引导线获取不同频率的电磁信号，保证不同频率的电磁信号不会相互干扰，导航可靠性较高，适应性较好。
本发明所提供的移动机器人导航控制方法，步骤包括：
控制目标信号源向与之相连的目标引导线输入理想频率的交流电流以使目标引导线产生目标电磁信号；
接收电磁传感器所反馈的目标电磁信号的实际频率；
判断实际频率是否与预设频率一致，若是，则继续目标引导线行驶；若否，则控制车体转向直至实际频率与预设频率一致。
优选的，在接收电磁传感器所反馈的目标电磁信号的实际频率的同时，步骤还包括：
接收距离传感器所反馈的目标引导线与车体之间的实际偏差；
判断实际偏差是否在预设偏差范围内，若是，则继续行驶；若否，则控制车体转向直至实际偏差在预设偏差范围内。
优选的，在判断实际频率是否与预设频率一致之前，步骤还包括：
对目标电磁信号进行放大处理；
对放大后的目标电磁信号进行滤波处理；
对滤波后的目标电磁信号的格式进行转化直至实际频率与预设频率的格式一致。
优选的，对滤波后的目标电磁信号的格式进行转化包括对目标电磁信号依次进行数据归一化处理及傅里叶变换处理。
优选的，电磁传感器设于车体底部的中心或车体底部的两端。
优选的，所产生的电磁信号的实际频率一致的任意相邻两根引导线之间的距离大于预设安全距离。
优选的，在接收电磁传感器所反馈的目标电磁信号的实际频率的同时，步骤还包括：
接收电磁传感器所反馈的由至少一根与目标引导线相邻的引导线所反馈的干扰电磁信号；
利用解码算法计算出目标电磁信号及全部干扰电磁信号的频率；
从计算获取的全部频率中筛选出最接近预设频率的目标频率以根据目标频率确定目标电磁信号。
优选的，步骤还包括：
将目标引导线的目标识别信号调制到目标引导线的交流信号上以生成复合识别信号；
从接收的复合识别信号中解调还原出目标识别信号；
依据目标引导线的物理地址与识别信号之间的预设关系获取与目标识别信号对应的目标物理地址。
优选的，步骤还包括：
当车体行驶至目标切换位置时，接收设于目标切换位置的位置检测件所反馈的位置信号或接收里程检测件所反馈的距离信号，生成路径切换指令；
切换目标信号源及其所输出的交流电流的频率。
优选的，位置检测件具体可以是RFID标签，车体底部设有与RFID标签相匹配的RFID阅读器。
相对于背景技术，本发明所提供的移动机器人导航控制方法，当车体沿某一条引导线行驶时，先控制目标信号源向与之相连的目标引导线输入理想频率的交流电流，使目标引导线产生目标电磁信号；接着，电磁传感器检测目标电磁信号的实际频率，接收电磁传感器所反馈的实际频率；最后，判断实际频率是否与预设频率一致，若是，则继续目标引导线行驶；若否，则控制车体转向，直至实际频率与预设频率一致。
由上述可知，每根引导线所产生的电磁信号的实际频率由信号源所提供的交流电流的频率决定，可通过改变交流电流的频率使每根引导线获取不同频率的电磁信号，保证不同频率的电磁信号不会相互干扰。当车体行驶至两根引导线的重合处时，车体可根据电磁信号的频率轻易区分开不同的引导线，降低导航失灵风险，导航可靠性较高，能够适应复杂路况，适应性得到提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施例所提供的移动机器人导航控制方法的流程简图；
图2为本发明一种具体实施例所提供的移动机器人导航控制方法的部分流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明一种具体实施例所提供的移动机器人导航控制方法的流程简图；图2为本发明一种具体实施例所提供的移动机器人导航控制方法的部分流程图。
本发明实施例公开了一种移动机器人导航控制方法，步骤包括：
S1、控制目标信号源向与之相连的目标引导线输入理想频率的交流电流以使目标引导线产生目标电磁信号；
预先在需要导航的每条道路上预埋好引导线，每条引导线各配置有一个信号源，使不同信号源向与之相连的引导线提供不同频率的交流电流。引导线具体可以是镀锡铜线，
当移动机器人移动至目标道路时，移动机器人的控制模块启动目标道路上所设置的目标信号源，使目标信号源向与之相连的目标引导线输入理想频率的交流电流，使目标引导线附近产生目标电磁信号，依次获取不同频率的电磁信号，不同频率的电磁信号互不干扰。其中，不同信号源所提供的交流电流的频率可预先输入至移动机器人的存储模块内。
S2、接收电磁传感器所反馈的目标电磁信号的实际频率；
当目标引导线附近产生目标电磁信号时，设于移动机器人上的电磁传感器检测目标电磁信号的实际频率，电磁传感器与控制模块电连接，控制模块接收电磁传感器所反馈的目标电磁信号的实际频率。其中，电磁传感器可设于车体底部的中心或车体底部的两端。
S3、判断实际频率是否与预设频率一致，若是，则继续目标引导线行驶；若否，则控制车体转向直至实际频率与预设频率一致。
移动机器人的判断模块判断实际频率是否与预设频率一致，其中预设频率是指移动机器人能够沿目标引导线行驶时目标电磁信号的最佳频率，也预设输入至存储模块内。不同引导线所产生的电磁信号的预设频率不同。
当目标引导线所产生的目标电磁信号的实际频率与预设频率一致时，意味着车体未偏离目标引导线，此时移动机器人的控制模块控制车体继续沿目标引导线行驶。当实际频率与预设频率不一致时，意味着车体偏离目标引导线，此时移动机器人的控制模块控制车体向左或向后转向，直至实际频率与预设频率一致，使移动机器人实现自动调整移动方向，保证移动机器人沿直线行驶。
综上所述，本发明中每根引导线所产生的电磁信号的实际频率由信号源所提供的交流电流的频率决定，可通过改变交流电流的频率使每根引导线获取不同频率的电磁信号，保证不同频率的电磁信号不会相互干扰。当车体行驶至两根引导线的重合处时，车体可根据电磁信号的频率轻易区分开不同的引导线，降低导航失灵风险，导航可靠性较高，能够适应复杂路况，适应性得到提升。
当接收电磁传感器所反馈的目标电磁信号的实际频率时，步骤还包括：
S41、接收距离传感器所反馈的目标引导线与车体之间的实际偏差；
电磁传感器检测目标电磁信号的实际频率时，设于移动机器人上的距离传感器同时检测目标引导线与车体之间的实际偏差，距离传感器与控制模块相连，控制模块接收距离传感器所反馈的实际偏差。
S42、判断实际偏差是否在预设偏差范围内，若是，则继续行驶；若否，则控制车体转向直至实际偏差在预设偏差范围内。
移动机器人的判断模块判断实际偏差是否在预设偏差范围内，其中预设偏差是指目标引导线与车体之间的最小偏差。当实际偏差在预设偏差范围内时，意味着车体未偏离目标引导线，此时移动机器人的控制模块控制车体继续沿目标引导线行驶。当实际偏差不在预设偏差范围内时，目标引导线与车体之间的偏差过大，意味着车体已偏离目标引导线，此时移动机器人的控制模块控制车体向左或向后转向，直至实际偏差在预设偏差范围内。
结合上述内容可知，本发明能够依靠电磁传感器及距离传感器两种检测件所反馈的两种电信号同时控制车体的转向，从两方面控制车体沿目标引导线行驶，避免车体偏离目标引导线，可靠性较高。
在在判断实际频率是否与预设频率一致之前，需对目标电磁信号进行处理，步骤还包括：
S31、对目标电磁信号进行放大处理；
S32、对放大后的目标电磁信号进行滤波处理；
S33、对滤波后的目标电磁信号的格式进行转化，直至实际频率与预设频率的格式一致，为判断实际频率与预设频率提供条件。
其中，对滤波后的目标电磁信号的格式进行转化包括对目标电磁信号依次进行数据归一化处理及傅里叶变换处理。
当铺设的引导线过多时，难免有两条引导线所产生的电磁信号一致，为避免相同频率的电磁信号相互干扰，所产生的电磁信号的实际频率一致的任意相邻两根引导线之间的距离大于预设安全距离，其中，预设安全距离可以是50cm，具体可依据实际工况进行调整。
当接收电磁传感器所反馈的目标电磁信号的实际频率时，步骤还包括：
S51、接收电磁传感器所反馈的由至少一根与目标引导线相邻的引导线所反馈的干扰电磁信号；
电磁传感器可同时检测多根引导线(包含目标引导线在内)所产生的电磁信号，除了目标引导线所产生的目标电磁信号外，其余引导线所产生的电磁信号为干扰电磁信号，相应地，控制模块可同时接收电磁传感器所反馈的由至少一根与目标引导线相邻的引导线所反馈的干扰电磁信号。
S52、利用解码算法计算出目标电磁信号及全部干扰电磁信号的频率；该步骤由移动机器人的处理模块完成。
S53、从计算获取的全部频率中筛选出最接近预设频率的目标频率，根据目标频率确定目标电磁信号。
本发明所提供移动机器人导航控制方法，步骤还包括：
S61、将目标引导线的目标识别信号调制到目标引导线的交流信号上以生成复合识别信号；
S62、从接收的复合识别信号中解调还原出目标识别信号；
S63、依据目标引导线的物理地址与识别信号之间的预设关系获取与目标识别信号对应的目标物理地址。其中，目标引导线的物理地址与识别信号之间的预设关系可预先存储至存储模块中。
每条引导线携带有识别信号，通过对识识别信号进行调制解调处理，方便准确识别不同引导线，为控制模块准确识别目标引导线提供条件。
本发明所提供移动机器人导航控制方法，步骤还包括：
S71、当车体行驶至目标切换位置时，接收设于目标切换位置的位置检测件所反馈的位置信号或接收里程检测件所反馈的距离信号，生成路径切换指令；
车体移动过程中难免要由其中一条引导线切换至另一条引导线上，两根引导线的目标切换位置处设有位置检测件，当车体行驶至目标切换位置时，位置检测件检测到车体，位置检测件与控制模块电连接，控制模块接收位置检测件所反馈的位置信号，控制模块生成路径切换指令。
在该具体实施例中，位置检测件具体可以是RFID标签，车体底部设有与RFID标签相匹配的RFID阅读器。
此外，考虑到方便获取车体所行驶的里程数，除了直接利用位置检测件检测车体外，还可利用设于车体上的接收里程检测件，里程检测件实时检测车体所形成的里程数，里程检测件与控制模块相连，当车体移动至理想里程数，意味着车体已行驶至目标切换位置处，此时里程检测件反馈的距离信号至控制模块，控制模块同样能够生成路径切换指令。
S72、切换目标信号源及其所输出的交流电流的频率。
控制模块根据生成的路径切换指令切换目标信号源及其所输出的交流电流的频率，确保切换后的目标信号源所输出的交流电流频率与预先输入的理想频率一致。
以上对本发明所提供的移动机器人导航控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种移动机器人导航控制方法，其特征在于，步骤包括：
控制目标信号源向与之相连的目标引导线输入理想频率的交流电流以使所述目标引导线产生目标电磁信号；
接收电磁传感器所反馈的所述目标电磁信号的实际频率；
判断所述实际频率是否与预设频率一致，若是，则继续所述目标引导线行驶；若否，则控制车体转向直至所述实际频率与所述预设频率一致。
2.根据权利要求1所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，在所述接收电磁传感器所反馈的所述目标电磁信号的实际频率的同时，步骤还包括：
接收距离传感器所反馈的所述目标引导线与车体之间的实际偏差；
判断所述实际偏差是否在预设偏差范围内，若是，则继续行驶；若否，则控制车体转向直至所述实际偏差在所述预设偏差范围内。
3.根据权利要求1所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，在所述判断所述实际频率是否与预设频率一致之前，步骤还包括：
对所述目标电磁信号进行放大处理；
对放大后的所述目标电磁信号进行滤波处理；
对滤波后的所述目标电磁信号的格式进行转化直至所述实际频率与所述预设频率的格式一致。
4.根据权利要求3所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，所述对滤波后的所述目标电磁信号的格式进行转化包括对所述目标电磁信号依次进行数据归一化处理及傅里叶变换处理。
5.根据权利要求1至4任一项所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，所述电磁传感器设于所述车体底部的中心或车体底部的两端。
6.根据权利要求1至4任一项所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，所产生的电磁信号的实际频率一致的任意相邻两根引导线之间的距离大于预设安全距离。
7.根据权利要求1至4任一项所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，在所述接收电磁传感器所反馈的所述目标电磁信号的实际频率的同时，步骤还包括：
接收所述电磁传感器所反馈的由至少一根与所述目标引导线相邻的引导线所反馈的干扰电磁信号；
利用解码算法计算出所述目标电磁信号及全部所述干扰电磁信号的频率；
从计算获取的全部频率中筛选出最接近所述预设频率的目标频率以根据所述目标频率确定所述目标电磁信号。
8.根据权利要求1至4任一项所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，步骤还包括：
将所述目标引导线的目标识别信号调制到所述目标引导线的交流信号上以生成复合识别信号；
从接收的所述复合识别信号中解调还原出所述目标识别信号；
依据所述目标引导线的物理地址与识别信号之间的预设关系获取与所述目标识别信号对应的目标物理地址。
9.根据权利要求1至4任一项所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，步骤还包括：
当所述车体行驶至目标切换位置时，接收设于所述目标切换位置的位置检测件所反馈的位置信号或接收里程检测件所反馈的距离信号，生成路径切换指令；
切换所述目标信号源及其所输出的交流电流的频率。
10.根据权利要求9所述的移动机器人导航控制方法，其特征在于，所述位置检测件具体可以是RFID标签，所述车体底部设有与所述RFID标签相匹配的RFID阅读器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210622 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |