[实用新型]一种基于RFID定位的机器人控制系统

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及一种基于RFID定位的机器人控制系统，属于即时定位机器人 控制系统技术领域。

背景技术

移动装置的定位和地图构建是机器人领域的热点研究问题。对于已知环境中的移 动装置自主定位和已知机器人位置的地图创建已经有了实用的解决方法。然而，在很多环 境中移动装置不能利用全局定位系统进行定位，而且事先获取移动装置工作环境的地图很 困难，甚至是不可能的。这时移动装置需要在自身位置不确定的条件下，在完全未知环境中 构建地图，同时利用地图进行自主定位和导航。这就是所谓的即时定位与地图构建(SLAM)。 在即时定位与地图构建(SLAM)中，移动装置利用自身携带的传感器识别未知环境中的特 征标志，然后根据移动装置与特征标志之间的相对位置和编码器的读数估计移动装置和特 征标志的全局坐标。

目前，现在的自动行走机器人或设备的定位技术中常见的有：

1)、GPS定位；GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的 起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

2)、条形码定位方式。要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息， 需要经历扫描和译码两个过程。物体的颜色是由其反射光的类型决定的，白色物体能反射 各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的 光在条形码上反射后，反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上，光电转换器根据强 弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号。根据原理的差异，扫描器可以分为光笔、CCD、 激光三种。电信号输出到条码扫描器的放大电路增强信号之后，再送到整形电路将模拟信 号转换成数字信号。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。然后译码 器通过测量脉冲数字电信号0，1的数目来判别条和空的数目。通过测量0，1信号持续的时 间来判别条和空的宽度。此时所得到的数据仍然是杂乱无章的，要知道条形码所包含的信 息，则需根据对应的编码规则(例如：EAN-8码)，将条形符号换成相应的数字、字符信息。 最后，由计算机系统进行数据处理与管理，物品的详细信息便被识别了。

以上各定位技术在自动行走机器人或自动行走设备实现过程中相对复杂，各有不 同缺点：GPS定位由于信号问题在室内不实用。条码定位方式，因条码容易受污染而照成无 法读取使用场合有限制。

室内环境中的移动机器人定位导航技术具有定位精度要求高、环境复杂的特点， 以上这些方法都不适用。

RFID(RadioFrequencyIdentification)射频识别是一种非接触式的自动识别 技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作 于各种恶劣环境，RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。 因此结合此种技术对现有移动机器人定位导航方法进行改进是十分必要的。

在现有的基于RFID的自动行走机器人定位技术中，如专利申请号为 CN201320438818.2的一个中国实用新型申请专利，其公开了一种RFID室内定位系统，具体 通过多个电子标签，并且将电子标签按照等边三角形的方式排列在定位区域内，通过无线 信号强度来计算及定位。虽然该方法能够有效定位室内环境，定位精确较高，但是不足之处 在于需要至少三个电子标签来发射无线信号，而且三个电子标签的排列方式固定为等边三 角形，限制性多，且适应性不强。

在另一个专利申请号为CN201080034870.0的中国发明申请专利中，其公开的RFID 定位系统将带有位置信息的RFID标签贴于建筑物某处，通过读取RFID标签信息来确定位 置。该方法并不需要限定电子标签的排列方式固定为等边三角形，但是，这种方法需要先精 确测量建筑物的尺寸等信息，然后将位置信息通过RFID读写器写入RFID标签，操作较为繁 琐，而且也需要多个RFID标签才能有效实现定位效果。

实用新型内容