一种基于RFID的室内机器人定位与导航系统

1.一种基于RFID的室内机器人定位与导航系统，包括RFID定位子系统、机器人驱动模块、便携式操作平台，其中：RFID即Radio Frequency Identification，射频识别；
RFID定位子系统，获取机器人自身位置信息并发送给机器人驱动模块；
机器人驱动模块，接收便携式操作平台的操作指令并实现对机器人的运动控制；
便携式操作平台，接收用户的指令信息并传送给机器人驱动模块。

一种基于RFID的室内机器人定位与导航系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于定位导航系统技术领域，具体涉及一种可以实现室内机器人自主定位导航的基于RFID的定位导航系统。\n背景技术\n[0002] RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术是近年来兴起的一门自动识别技术,与传统的条形码系统、接触式IC卡等不同，射频识别系统是利用无线射频方式进行非接触的双向数据通信，以达到识别并交换数据的目的。同其他识别系统相比，射频识别系统具有许多优点，随着集成电路技术的发展与成熟，射频识别技术有着更广阔的市场。\n[0003] 移动计算器件的发展和无线局域网技术的进步促进了移动定位技术的突飞猛进，目前科学家已建立了许多自动定位系统，最主要的定位系统是大家熟知的全球定位系统。\n由于全球定位系统属于卫星定位，在进行室内定位时存在固有定位精度问题，所以必须通过其他定位技术解决室内定位问题，如红外线、WIFI(Wireless Fidelity，属IEEE802.11标准的802.11b子集，是一种无线传输分组数据的标准)、超声波和RFID等等，这些系统各有优缺点。其中RFID技术以其非接触、传输距离远、成本较低和非视距等优点已成为优选的定位技术，由于RFID系统可以在几毫秒内得到厘米级的定位精度，因此备受关注。\n[0004] 机器人技术是多学科的综合成果，代表了高科技的发展前沿，它在人类生活应用领域不断扩大，给人类带来了很大的进步、发展和便利。将RFID定位技术应用于机器人中，可以更好的发挥RFID的技术特点，实现机器人更精确的定位等，进而实现机器人更好的运动和操作，更方便地为我们人类服务。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型的目的在于将RFID定位技术与机器人结合，提供一种基于RFID定位技术的室内机器人定位导航系统。\n[0006] 为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案如下：本实用新型是一种基于RFID技术的室内机器人定位与导航系统，包括RFID定位子系统、机器人驱动模块、便携式操作平台。\n[0007] RFID定位子系统，获取机器人自身位置信息并发送给机器人驱动模块；\n[0008] 机器人驱动模块，接收便携式操作平台的操作指令并实现对机器人的运动控制；\n[0009] 便携式操作平台，接收用户的指令信息并传送给机器人驱动模块。\n[0010] 本实用新型的基于RFID技术的室内机器人定位与导航系统，以RFID室内定位技术为核心，系统结构简单，成本不高，容易实现，操作方便，是具有很好扩展性的应用平台。\n附图说明\n[0011] 图1是本实用新型具体实施方式的组成示意图；\n[0012] 图2是本实用新型具体实施方式的应用场景示意图。\n具体实施方式\n[0013] 下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。\n[0014] 如图1所示，本系统具体实施方式包括RFID定位子系统、机器人驱动模块、便携式操作平台。RFID定位子系统包括RFID读写器和若干RFID标签。RFID读写器固定在机器人驱动模块上，通过数据线与机器人驱动模块相连。不少于两个的无源RFID标签均匀布置于地面，每个RFID标签内部存储了代表其坐标位置的信息。携带读写器的机器人驱动模块在布置有RFID标签的地面区域中运动时，RFID读写器读到距离其最近的RFID标签信息，所读取RFID标签的坐标作为自身坐标，进而实现自身定位。\n[0015] 用户可通过语音或触屏的方式向便携式操作平台输入指令信息，便携式操作平台向机器人驱动模块通过WIFI的连接方式发送操作指令。\n[0016] 机器人驱动模块包括单片机主控子模块，驱动电机，红外探测模块，电子罗盘。单片机主控子模块是机器人驱动模块的核心组成部分，其功能包括以下五个方面：\n[0017] （1）通过数据线与RFID定位子系统的RFID读写器相连，接收来自RFID读写器的坐标信息并向其发送读取指令；\n[0018] （2）通过WIFI的连接方式接收来自便携式操作平台的操作指令；\n[0019] （3）通过数据线向驱动电机发送控制指令；\n[0020] （4）通过数据线接收来自红外探测模块的障碍物信息；\n[0021] （5）通过数据线接收来自电子罗盘的方向信息。\n[0022] 图2是本实用新型具体实施方式的应用场景示意图。如图所示，本系统具体实施方式包括RFID定位子系统1、机器人驱动模块2、便携式操作平台3。本系统具体实施方式的工作过程如下：\n[0023] 1）用户通过语音或触屏的方式向便携式操作平台3发出目的地信息；\n[0024] 2）便携式操作平台3通过WIFI的方式将目的地信息传给单片机主控子模块；\n[0025] 3）单片机主控子模块接收到目的地信息后，向RFID定位子系统的RFID读写器发送读取命令，命令其读取标签信息；\n[0026] 4）单片机主控子模块接收来自RFID读写器的坐标信息和来自电子罗盘的方向信息；\n[0027] 5）单片机主控子模块根据当前位置与方向信息控制机器人驱动模块2下一步的运动方向，然后向驱动电机发送控制指令，驱动电机接收到控制指令后，改变机器人驱动模块的运动方向；\n[0028] 6）在机器人驱动模块运动过程中，红外探测模块实时向单片机主控子模块发送障碍物信息，如果遇到障碍物，单片机主控子模块立即向驱动电机发送控制指令，改变机器人驱动模块2的运动方向；\n[0029] 7）跳到4），直到机器人驱动模块2到达目的地。