[发明专利]一种基于磁导航机器人行走系统

说明书

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体是一种基于磁导航机器人行走系统。

背景技术

移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。机器人行走系统依赖机器人自主导航能力；目前移动机器人主要的集中导航方式根据导航指示信号的不同，分为GPS导航、激光导航、电磁导航、视觉导航等。

激光导航的工作环境预先布置有一系列的激光反射板，机器人行走时，机器人的激光传感器不断发射激光扫描四周环境，反射板反射激光，激光传感器感知到反射回来的激光，获知相关信息，经过机器人的控制系统的计算，获知机器人的具体位姿，进而控制机器人行走。激光引导制造成本高，对环境要求较相对苛刻，如外界光线、地面要求和能见度要求等因素影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于磁导航机器人行走系统，以解决背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于磁导航机器人行走系统，包括磁导航运动单元、避障单元和地图与定位单元，所述磁导航运动单元分别连接避障单元和地图与定位单元。

作为本发明的优选方案：所述磁导航运动单元包括导航传感器模块和磁条轨道模块，导航传感器模块在机器人车身底部前端与后端分别安置导航传感器，磁条轨道模块则由磁条与RFID标签组成，磁条设置在机器人所需运动轨迹路线的轨道上，RFID标签则安置于磁条轨道的拐角处。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：机器人通过磁导航方式进行运动，具有可靠性高、抗干扰能力强、系统简单、容易实现、成本低廉等优点，并保证机器人能在安全及特定的运动轨迹中行走。结合里程计和RFID方式能够有效实现机器人定位，提高定位精确值，并利用RFID方式完成转弯运动，避免机器人偏离轨迹。同时系统不局限应用于工业运输中，同时也能应用于餐饮业、医疗等服务业中。

附图说明

图1导航传感器位置图；

图2基于磁导航机器人运动系统结构框图；

图3基于磁导航机器人运动系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种基于磁导航机器人行走系统，包括磁导航运动单元、避障单元和地图与定位单元，所述磁导航运动单元分别连接避障单元和地图与定位单元。

磁导航运动单元：该单元包括导航传感器模块和磁条轨道模块，导航传感器模块在机器人车身底部前端与后端分别安置导航传感器，机器人在磁条轨道上运动过程中，导航传感器检测基于机器人与磁条的距离得到的磁场信息，系统根据磁场信息进行处理计算，分析机器人与磁条的相对位姿来判断机器人是否准确得沿着磁条轨道运动，从而对机器人的运动方向进行调整；磁条轨道模块则由磁条与RFID标签组成，磁条轨道主要用于设置机器人所需运动轨迹路线，便于机器人在设定的轨迹上运动及工作，RFID标签则安置于磁条轨道的拐角处，标签内信息用于人工定位以及机器人运动转弯控制，机器人内置RFID读卡器读取到标签信息后，将信息数据传送至系统内进行处理，最后根据解析得到的信息更新机器人当前定位以及控制机器人进行转弯运动。

地图与定位单元：根据磁条所设定的轨迹路线录入地图数据库内，形成相对应的电子地图。通过里程计方法对机器人进行位姿预测，完成机器人定位，同时为了避免里程计造成的累计误差，将结合基于RFID人工定位的方式进行校准。

避障单元：机器人底部前端位置安置传感器，对机器人运动前方障碍物进行识别，若机器人在运动过程中出现障碍物，机器人将停止运动，直至障碍物消失后，再重新运动。

本发明的工作原理是：

（1）、磁导航位姿调整方法

所述磁导航位置调整方法，其在机器人车身底部前端与后端分别安置导航传感器，导航传感器所安置位置如图1所示。当机器人在磁条轨道上运动过程中，导航传感器检测基于机器人与磁条的距离得到的磁场信息，系统根据磁场信息进行处理计算，分析机器人与磁条的相对位姿来判断机器人是否准确得沿着磁条轨道运动，从而对机器人的运动方向进行调整，保证机器人运动始终沿着磁条轨道行走。