[发明专利]一种基于RFID技术的移动机器人路径优化与导引方法

说明书

本发明公开了一种基于RFID技术的移动机器人路径优化与导引方法，解决了机器人在有限区域有目的行走复杂度高的技术问题。实现方案是：对移动机器人及行走区域初始部署；控制中心向移动机器人发送目的地子区域标号，移动机器人开始行走并达第一重要位置节点；读取当前重要位置节点处RFID中局部信息表，表中有区域标号，区域类型和行走指示信息；判断目的地是否为当前的临近区域；若不是，用行走指示信息路径规划并行走至下一重要位置节点，直至完成目的地行走；若是临近区域，依行走指示信息走至目的地。本发明在RFID标签中存储行走指示信息引导移动机器人行走，避免了不断的路径搜索过程，简单有效，RFID标签中存储着最优与次优行走信息，鲁棒性更高。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，主要涉及移动机器人在未知区域中的行走方法，具体是一种基于RFID技术的移动机器人路径优化与导引方法。可用于展厅，家用等环境下的机器人自主移动场景。

背景技术

随着科学技术的进步，物联网的蓬勃发展。移动机器人已越来越多的应用在各个行业。路径规划与路径引导是移动机器人行走系统的主要研究内容。传统移动机器人在未知区域的行走导引方式主要通过电磁导引的方式，这种方法首先需要在移动机器人将要行走的区域上铺设电磁轨道，然后移动机器人根据目的地位置规划出最优行走路径作为预设路径。最后通过磁感应信号引导移动机器人在预设路径上进行行走。这种路径规划方式对环境地图的依赖性很大，且灵活性低。同时，电磁导引系统施工的时间成本、金钱成本、后期维护成本都较高。

近年来，也产生了许多利用寻优算法进行在线式路径规划与导引的方法。这类方法首先利用传感器对移动机器人进行实时定位，再根据定位信息与地图信息利用寻优算法进行最优路径搜索，得到当前位置到目的地的最优路径。然后，移动机器人沿当前最优路径行走一步。重复上述实时定位、最优路径规划、行走的过程，从而能使机器人逐渐接近目的地。这类方法，机器人每行走一步，都要对机器人进行实时定位，并利用寻优算法重新规划导引路径。计算复杂度较高，对移动机器人处理模块的性能要求也较高。同时，由于机器人缺少对于将要行走区域的先验信息，当区域中存在着路径故障时，机器人无法做出相应的应急行走，可能导致机器人不能成功地行走至目的地。

综上，上述传统的路径导引系统存在着以下缺点：

1.在机器人行走路线上铺设的电磁导引路线变更困难较大，很难根据行走环境的变化而变化。

2.利用寻优算法进行在线式路径规划与导引的方法需要在行走过程中不断地进行最优路径搜索，复杂度高且耗时长。

3.用最优路径作为固定的行走路径，当最优路径上的路段发生故障时缺少相应的应急方法，鲁棒性较低。

发明内容

本发明针对上述传统方法的不足，提出了一种计算简单，具有最优次优储备方案的，鲁棒性更好的基于RFID技术的移动机器人路径优化与导引方法。

本发明是一种基于RFID技术的移动机器人路径优化与导引方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)对移动机器人及当前所要行走的区域进行初始部署；

首先将移动机器人所要行走的区域划分为若干个子区域，然后在行走区域的重要位置节点即岔路、转弯处、停靠处放置RFID标签，RFID标签中存储着该重要位置节点的局部信息表，局部信息表包含着行走区域内各个子区域相对于该重要位置节点的区域类型T_D以及该重要位置节点到各个子区域的行走指示信息I，I中包含着该重要位置节点到各个子区域的最优行走指示信息I₁与次优行走指示信息I₂；

在移动机器人上安设有RFID读卡器，当移动机器人行走至RFID标签附近时，主动读取标签中的信息；

(2)移动机器人开始行走，到达第一个重要位置节点；