[发明专利]一种机器人的自主行进控制方法及自主行进机器人系统

权利要求书

1.一种机器人的自主行进控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，铺设RFID卡片，形成RFID网图并存储；

S2，机器人将采集到的RFID卡片的ID码作为当前位置，并根据行进目标点生成以RFID卡片ID码为基本单位的离散路径序列；

S3，机器人将所述离散路径序列作为目标位置进行逐个点到点行进。

2.根据权利要求1所述的机器人的自主行进控制方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：

S11，在机器人行进范围内的地面上粘贴无源RFID卡片，并且使得任意两张卡片的中心线在同一条直线上，相邻两张卡片的距离相等并且小于等于10米；

S12，将所铺设的卡片抽象为结点间距离相等的有向网图；对所述的无源RFID卡片进行编号，并使得每个编号对应于每张RFID卡片的唯一ID码，存储该对应关系并形成ID库；同时利用网图的有向边的二维数组存储相邻RFID卡片的相对方向。

3.根据权利要求1所述的机器人的自主行进控制方法，其特征在于，步骤S2中所述的根据行进目标点生成以RFID卡片ID码为基本单位的离散路径序列包括以下步骤：当机器人收到行进目标点的RFID卡片编号后，根据Floyd最短路径算法算出当前位置到目标点的最短行进路径，并将所经过的RFID卡片对应的ID码依次存储起来。

4.根据权利要求1所述的机器人的自主行进控制方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：

S31，机器人将当前检测到的RFID卡片的ID号作为当前位置，将离散路径序列中第一个RFID卡片的ID号作为目标位置；优选为，机器人的RFID读写模块(1)安装于机器人的底部，并且RFID读写模块(1)读取数据时与RFID卡片的垂直距离为1～4cm；

S32，查找并获取机器人当前位置和目标位置在网图中的位置及二者之间的方向角；

S33，机器人根据所述的方向角向目标位置运动；优选为，采用片内定时器通过输出占空比可调的250Hz的PWM控制信号，实现对电机的调速控制；

S34，当检测到目标位置的RFID卡片的ID号时，则以该RFID卡片的ID号作为当前位置，将离散路径序列中第二个RFID卡片的ID号作为目标位置，并重复上述步骤，直至到达最终的目标点，机器人停止行进。

5.根据权利要求1～4任一项所述的机器人的自主行进控制方法，其特征在于，还包括：

S41，机器人在行进过程中，采集地面上的路标图形；

S42，提取路标图形中的边沿线；

S43，根据所述的边沿线判断路标图形的种类并执行相应的动作：启动、停止、拐弯。

6.根据权利要求5所述的机器人的自主行进控制方法，其特征在于，步骤S42包括：首先利用多项式地址修正法消除路标图形的桶型失真，然后利用逆透视算法消除路标图形的梯形失真，再利用中值滤波法对路标图形进行一次滤波，消除之前的两次变换所带来的空洞效应，最后利用Canny边缘检测算法，提取出路标图形中的边沿线。

7.根据权利要求1所述的机器人的自主行进控制方法，其特征在于，还包括：在机器人行进过程中，对车体进行矫正；具体包括以下步骤：

a.沿RFID卡片的中心线方向水平或垂直布设磨砂黑胶带，使得RFID卡片设于磨砂黑胶带的正下方；其中，任意两张卡片的中心线在同一条直线上；

b.安装于机器人车体正前方的摄像头采集前方的图像；

c.分析所述图像对应的二维像素数组，并识别磨砂黑胶带对应的黑线在所述二维像素数组中的位置；

d.若黑线处于此二维像素数组的中间列，则磨砂黑胶带处于车体的正前方；否则用该黑线所处的二维像素数组中对应的列减去二维像素数组的中间列号，得偏差值；

e.若所述偏差值为正，则磨砂黑胶带处于车体的右方，表明此时车体需向右转，故控制左路电机加速，右路电机减速；若所述偏差值为负，则磨砂黑胶带处于车体的左方，表明此时车体需向左转，故控制左路电机减速，右路电机加速；

f.重复步骤b～e，即实现了车体的自动矫正，使得车体沿着磨砂黑胶带走直线。

8.一种自主行进机器人系统，包括机器人本体，其特征在于，还包括：设于机器人本体上的RFID读写模块(1)、主控芯片(2)、陀螺仪(3)和存储模块(4)，所述的主控芯片(2)分别与RFID读写模块(1)、陀螺仪(3)和存储模块(4)连接。