CN206451041U - 机器人及机器人定位行走系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机器人及机器人定位行走系统，属于机器人技术领域，解决了现有的机器人位置定位存在造价成本高，各种算法参数融合难度大，而且受环境因素影响大的技术问题。该机器人包括位置读写器和行走机构；所述位置读写器读取位于所述机器人周围的位置标签的标签信息，并计算所述机器人与每个位置标签之间的距离；所述行走机构驱动所述机器人进行行走。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，具体的说，涉及一种机器人及机器人定位行走系统。
背景技术
随着智能识别技术的不断发展，移动机器人已经被越来越多的应用在各种场景中。
移动机器人在行进过程中需要解决如下三个问题：①机器人现在何处？②机器人要往何处行进？③机器人要如何到达该处？其中第一个问题涉及机器人的导航系统的定位及其跟踪问题，第二个和第三个问题涉及导航系统的路径规划问题。移动机器人定位技术的目的就是解决上面的第一个问题。
目前的移动机器人定位传感器的种类很多，比如里程计、陀螺、罗盘、摄像头、激光雷达等。移动机器人为了定位精确，将会使用多种定位传感器。其中涉及的算法复杂参数融合难度大，一般只有资深工程师才能胜任此工作，而且只适用于室外。在室内由于信号不稳定等因素，位置定位不精确。
综上所述，目前机器人位置定位的缺点如下：使用多种传感器，技术复杂，造价成本高，各种算法参数融合难度大，而且受环境因素影响大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种机器人及机器人定位行走系统，以解决现有的机器人位置定位存在造价成本高，各种算法参数融合难度大，而且受环境因素影响大的技术问题。
本实用新型提供一种机器人，包括位置读写器和行走机构；
所述位置读写器读取位于所述机器人周围的位置标签的标签信息，并计算所述机器人与每个位置标签之间的距离；
所述行走机构驱动所述机器人进行行走。
优选的是，所述位置读写器为射频识别读写器。
进一步的是，所述射频识别读写器的工作频段为840-960MHz。
本实用新型还提供一种机器人定位行走系统，包括上位机、若干个位置标签，以及上述的机器人。
进一步的是，所述上位机根据所述机器人与各个位置标签之间的距离，计算所述机器人所处的位置。
进一步的是，所述上位机包括通信模块；
所述通信模块向所述机器人发送行进指令。
进一步的是，所述上位机还包括显示器；
所述显示器显示所述机器人和所述位置标签的位置，以及所述机器人的行进路线。
优选的是，所述位置标签为射频识别标签。
优选的是，所述射频识别标签由阻燃剂层压材料制成。
本实用新型带来了以下有益效果：本实用新型提供的机器人包括位置读写器和行走机构。其中，位置读写器读取位于机器人周围的位置标签的标签信息，并计算机器人与每个位置标签之间的距离。因为，位置标签的位置是固定不变的，所以根据机器人与每个位置标签之间的距离，即可推算出机器人当前所处的位置，并由行走机构驱动机器人按一定的路线进行行走。因此，本实用新型提供的机器人仅采用位置标签的识别即可实现机器人的位置定位，算法简单易行，而且受环境的影响很小。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是本实用新型实施例提供的机器人的示意图；
图2是本实用新型实施例提供的机器人定位行走系统的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种机器人，其中包括位置读写器11和行走机构12等部件。
位置读写器11读取位于机器人周围的位置标签的标签信息，并计算机器人与每个位置标签之间的距离。
行走机构12驱动机器人进行行走。具体可以是由电机驱动的机械腿行走机构，也可以是由电机驱动的车轮式行走机构。
作为一个优选方案，本实施例中的位置读写器11为射频识别(Radio FrequencyIdentification，简称RFID)读写器。RFID读写器是一种工作于超高频(UHF)频段的射频识别设备，一般工作于840-960MHz(全球各地区有不同的标准)频段，超高频系统通过电磁场来传输能量。通过电磁波反射耦合的方式来读取机器人周围的位置标签内的存储信息，拥有远距离读取以及群读的优势，无源的超高频RFID相对于有源2.4G设备，位置标签中无需使用电池，成本低廉，配合RFID读写器，可以在很大程度上降低项目成本。而随着超高频RFID技术水平的不断提高，在多标签防冲撞算法上也能够得到不断优化。
本实用新型实施例提供的机器人包括RFID读写器和行走机构。其中，RFID读写器读取位于机器人周围的位置标签的标签信息，并计算机器人与每个位置标签之间的距离。因为位置标签的位置是固定不变的，所以根据机器人与每个位置标签之间的距离，即可推算出机器人当前所处的位置，并由行走机构驱动机器人按一定的路线进行行走。因此，本实用新型提供的机器人仅采用位置标签的识别即可实现机器人的位置定位，算法简单易行，而且受环境的影响很小。
如图2所示，本实用新型实施例还提供一种机器人定位行走系统，包括上位机2、若干个位置标签3，以及上述的机器人1。
进一步的是，上位机2可以根据机器人1与各个位置标签3之间的距离，计算机器人所处的位置。上位机2中包括通信模块21和显示器22，通信模块21向机器人发送行进指令，显示器22显示机器人1和位置标签3的位置，以及机器人1的行进路线。
本实施例中，上位机2采用C++语言编写，编写软件是Microsoft VisualStudio2013，可轻松地在两种模式之间切换滚动条的行为。在栏模式中，可直接查看机器人位置等注释、更改所在位置和跟踪错误。在图模式中，滚动条显示源代码的实时预览，而将鼠标悬停在代码上即可在工具提示中更详细地预览这段代码，然后单击代码所在位置即可导航到该位置，这样便于代码的编写和调试。
机器人1采用STM32作为控制主芯片配合RFID读写器使用，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。STM32编程采用调用库函数的方式，方便开发人员的学习核开发，可以很方便的就能开发出一个项目。
本实施例中的位置标签3为射频识别(RFID)标签。具体为RFID超高频抗金属标签，由耐用的阻燃剂-4(FR-4)层压材料做成，可承受200℃的高温(可放入油中)、高湿度和高达15bar的压力。此外，这款标签还可承受振动和机械冲击，能够抵抗化学危险品，如硫酸和盐水。因此，RFID抗金属标签可以在高温环境中工作，性能稳定。
本实施例中，机器人行走的路线规划依据如下：根据环境和用户要求，由于规划的路线不用考虑环境的因素，因此能够很好的达到用户的要求，带来很好的项目实施性。在RFID标签布置中，根据规划好的路线，进行均匀布置标签，从而精确定位机器人的位置。
机器人按照规划好的线路行走并移动，通过上位机的图形显示就能够实时的观看机器人行走的位置，位置的定位是通过内置于机器人内的RFID读写器读取RFID标签的ID信息，并通过WiFi或其他通信方式将此信息传输给上位机，上位机接收到RFID的标签信息，将会解析此信息，通过RFID标签的信号强度获取机器人离标签的距离，通过的一定的算法计算出行走的位置，上位机能够定位机器人行走的实时位置，并在显示器上实时显示。
通过上位机对机器人位置的实时显示，就能通过上位机控制机器人在相应的位置完成相应的动作，比如读取温湿度的信息，拍摄现场设备状况等，同时也能保证机器人行走的安全。
本实用新型实施例中，采用无源超高频RFID读写器和无源超高频RFID抗金属标签，上位机通过读写器读取标签唯一ID号信息，根据标签的信号强度计算出移动机器人距离。因此，本实用新型实施例提供的技术方案使用简单，不需要大量的数据计算和融合就能够获取移动机器人位置，造价成本低。由于使用超高频RFID读写器和抗金属标签，因此可以在室内复杂环境使用，相比于现有技术，本实施例中的定位方式室内室外都可以使用。
本实施例提供的机器人定位行走系统，采用超高频RFID读写器结合抗金属标签实现机器人的位置定位，机器人可以按照规划路线行走，在整个定位行走过程，通过RFID读写器获取标签ID的信息，同时使用信号强度信息定位方式通过上位机显示出机器人实时位置。这样就可以实时追踪机器人的行走位置，并及时调整和控制机器人的动作和状态。
虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种机器人，其特征在于，包括位置读写器和行走机构；
所述位置读写器读取位于所述机器人周围的位置标签的标签信息，并计算所述机器人与每个位置标签之间的距离；
所述行走机构驱动所述机器人进行行走。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述位置读写器为射频识别读写器。
3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述射频识别读写器的工作频段为840-960MHz。
4.一种机器人定位行走系统，其特征在于，包括上位机、若干个位置标签，以及如权利要求1至3任一项所述的机器人。
5.根据权利要求4所述的机器人定位行走系统，其特征在于，所述上位机根据所述机器人与各个位置标签之间的距离，计算所述机器人所处的位置。
6.根据权利要求5所述的机器人定位行走系统，其特征在于，所述上位机包括通信模块；
所述通信模块向所述机器人发送行进指令。
7.根据权利要求6所述的机器人定位行走系统，其特征在于，所述上位机还包括显示器；
所述显示器显示所述机器人和所述位置标签的位置，以及所述机器人的行进路线。
8.根据权利要求5所述的机器人定位行走系统，其特征在于，所述位置标签为射频识别标签。
9.根据权利要求8所述的机器人定位行走系统，其特征在于，所述射频识别标签由阻燃剂层压材料制成。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201621257416.2U CN206451041U (zh) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | 机器人及机器人定位行走系统 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107817797A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-20 | 安徽工程大学 | 一种送菜机器人的室内定位方法 |
| CN113183141A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-07-30 | 乐聚(深圳)机器人技术有限公司 | 双足机器人的行走控制方法、装置、设备及存储介质 |
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2016
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| CN113183141A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-07-30 | 乐聚(深圳)机器人技术有限公司 | 双足机器人的行走控制方法、装置、设备及存储介质 |
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