一種基于rfid定位的機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型具體涉及一種基于RFID定位的機器人控制系統(tǒng)，屬于即時定位機器人控制系統(tǒng)技術領域。
【背景技術】
[0002]移動裝置的定位和地圖構建是機器人領域的熱點研究問題。對于已知環(huán)境中的移動裝置自主定位和已知機器人位置的地圖創(chuàng)建已經有了實用的解決方法。然而，在很多環(huán)境中移動裝置不能利用全局定位系統(tǒng)進行定位，而且事先獲取移動裝置工作環(huán)境的地圖很困難，甚至是不可能的。這時移動裝置需要在自身位置不確定的條件下，在完全未知環(huán)境中構建地圖，同時利用地圖進行自主定位和導航。這就是所謂的即時定位與地圖構建(SLAM)。在即時定位與地圖構建(SLAM)中，移動裝置利用自身攜帶的傳感器識別未知環(huán)境中的特征標志，然后根據移動裝置與特征標志之間的相對位置和編碼器的讀數(shù)估計移動裝置和特征標志的全局坐標。
[0003]目前，現(xiàn)在的自動行走機器人或設備的定位技術中常見的有:
[0004]I),GPS定位;GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。
[0005]2)、條形碼定位方式。要將按照一定規(guī)則編譯出來的條形碼轉換成有意義的信息，需要經歷掃描和譯碼兩個過程。物體的顏色是由其反射光的類型決定的，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光，所以當條形碼掃描器光源發(fā)出的光在條形碼上反射后，反射光照射到條碼掃描器內部的光電轉換器上，光電轉換器根據強弱不同的反射光信號，轉換成相應的電信號。根據原理的差異，掃描器可以分為光筆、CCD、激光三種。電信號輸出到條碼掃描器的放大電路增強信號之后，再送到整形電路將模擬信號轉換成數(shù)字信號。白條、黑條的寬度不同，相應的電信號持續(xù)時間長短也不同。然后譯碼器通過測量脈沖數(shù)字電信號O，I的數(shù)目來判別條和空的數(shù)目。通過測量0，1信號持續(xù)的時間來判別條和空的寬度。此時所得到的數(shù)據仍然是雜亂無章的，要知道條形碼所包含的信息，則需根據對應的編碼規(guī)則(例如:EAN-8碼)，將條形符號換成相應的數(shù)字、字符信息。最后，由計算機系統(tǒng)進行數(shù)據處理與管理，物品的詳細信息便被識別了。
[0006]以上各定位技術在自動行走機器人或自動行走設備實現(xiàn)過程中相對復雜，各有不同缺點:GPS定位由于信號問題在室內不實用。條碼定位方式，因條碼容易受污染而照成無法讀取使用場合有限制。
[0007]室內環(huán)境中的移動機器人定位導航技術具有定位精度要求高、環(huán)境復雜的特點，以上這些方法都不適用。
[0008]RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境，RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。因此結合此種技術對現(xiàn)有移動機器人定位導航方法進行改進是十分必要的。
[0009]在現(xiàn)有的基于RFID的自動行走機器人定位技術中，如專利申請?zhí)枮镃N201320438818.2的一個中國實用新型申請專利，其公開了一種RFID室內定位系統(tǒng)，具體通過多個電子標簽，并且將電子標簽按照等邊三角形的方式排列在定位區(qū)域內，通過無線信號強度來計算及定位。雖然該方法能夠有效定位室內環(huán)境，定位精確較高，但是不足之處在于需要至少三個電子標簽來發(fā)射無線信號，而且三個電子標簽的排列方式固定為等邊三角形，限制性多，且適應性不強。
[0010]在另一個專利申請?zhí)枮镃N201080034870.0的中國發(fā)明申請專利中，其公開的RFID定位系統(tǒng)將帶有位置信息的RFID標簽貼于建筑物某處，通過讀取RFID標簽信息來確定位置。該方法并不需要限定電子標簽的排列方式固定為等邊三角形，但是，這種方法需要先精確測量建筑物的尺寸等信息，然后將位置信息通過RFID讀寫器寫入RFID標簽，操作較為繁瑣，而且也需要多個RFID標簽才能有效實現(xiàn)定位效果。
【實用新型內容】
[0011]因此，本實用新型的目的是提供一種能夠克服GPS定位及條碼定位方式不足的，同時安裝操作簡便、定位準確、適應性強的基于RFID定位的機器人控制系統(tǒng)，包括主板控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、數(shù)據采集系統(tǒng)，所述主板控制系統(tǒng)包括主控MCU單元、RFID閱讀器模塊、控制電路，所述RFID閱讀器模塊、控制電路、傳感器系統(tǒng)、數(shù)據采集系統(tǒng)均連接主控MCU單元，所述數(shù)據采集系統(tǒng)包括編碼器、陀螺儀及加速度計模塊，所述RFID閱讀器模塊與機器人運行路線上的一個或一個以上的有源RFID電子標簽通訊連接。
[0012]進一步的，所述傳感器系統(tǒng)包括機器人就位傳感器、防摔傳感器、沿邊傳感器、防碰撞傳感器、懸空傳感器、紅外感應傳感器、輔助充電傳感器，所述機器人就位傳感器為紅外線傳感器，所述防摔傳感器、沿邊傳感器為超聲波傳感器，所述懸空傳感器為開關傳感器，所述輔助充電傳感器由紅外傳感器與超聲波傳感器組合而成。
[0013]進一步的，所述機器人控制系統(tǒng)還包括與主控MCU單元連接的WIFI模塊及藍牙模塊。
[0014]進一步的，所述控制電路包括晶振電路、時鐘控制電路、充電控制電路、工作控制電路、電機控制電路。所述控制電路還可以包括語音播放電路。
[0015]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的一種基于RFID定位的機器人控制系統(tǒng)，通過設置RFID閱讀器及控制系統(tǒng)硬件結構改進，利用基于RFID的遠距離讀取和穿透非金屬材料等特性來對機器人的運動進行控制。在這里把RFID作為機器人的一種傳感器來進行數(shù)據采集和處理。電子標簽為機器人的外部信息量，機器人通過RFID閱讀器來采集RFID電子標簽的信息，從而對機器人更為精確的控制。本實用新型的控制系統(tǒng)安裝操作簡便、定位準確、適應性強，適用于各種機器人尤其是使用環(huán)境條件復雜的機器人使用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的一種基于RFID定位的機器人控制系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行說明:
[0018]如圖1所示，以使用環(huán)境條件復雜的智能掃地機器人為例說明本實用新型性的【具體實施方式】，
[0019]時鐘控制電路是將32.768kHz晶振和兩個電容組成的并聯(lián)諧振電電路，它的作用是將系統(tǒng)提供的實時時鐘的基頻(32768Hz)進行倍頻，給主控MCU單元輸出精準的系統(tǒng)時鐘，便于主控MCU單元精準定時控制。
[0020]晶振電路是由8M晶振和兩個電容組成的并聯(lián)諧振電電路。給主控MCU提供基本的穩(wěn)定精準的時鐘信號，供主控MCU穩(wěn)定工作。
[0021]本實用新型基于RFID的定位的機器人控制系統(tǒng)中的掃地機器人左右兩輪是直流電機驅動，直流電機采用MOS管H橋驅動，由機器人主控MCU單元部分運動控制函數(shù)給出PWM信號控制電機的速度和前進或后退。該電機帶有碼盤實現(xiàn)編碼精確控制電機。同時，該H橋帶有電流信號檢測，遇到纏繞或