[发明专利]一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人

权利要求书

1.一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，包括机器人(1)、机器人中央处理器模块(2)、RFID系统中央处理器模块(3)、RFID读写器(7)、语义地图模块(15)、惯性导航仪(19)、激光常感器(6)和RFID标签(12)，其特征在于：所述机器人(1)下端固定设有行走模块(4)，所述行走模块(4)下设有四个规格相同的行走轮(5)，所述机器人(1)内固定设有机器人中央处理器模块(2)，所述机器人(1)上端通过螺栓螺母连接有触摸式显示屏(11)和扩音器(8)，所述机器人中央处理器模块(2)上电性连接有激光传感器(6)、射频天线模块(10)、语义地图模块(15)、云台摄像头(9)、惯性导航仪(19)、里程计模块(13)和数据存储模块(14)，所述语义地图模块(15)包含局部栅格地图模块(16)、全局拓扑地图模块(17)和语义信息模块(18)，所述RFID标签(12)内设有RFID芯片(20)，所述RFID读写器(7)与RFID系统中央处理器模块(3)通过无线信号传输模块实现信号传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：所述RFID系统中央处理器模块(3)和机器人中央处理器模块(2)通过电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：所述RFID读写器(7)与RFID芯片(20)通过电信号进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：所述机器人中央处理器模块(2)上电性连接有电源模块、定位控制模块和图像处理模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：所述行走模块(2)上电性连接有障碍物传感器。

6.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：所述RFID标签(12)分为父标签和子标签，所述父标签粘贴在区域关键入口处，所述父标签包含属性信息、局部区域语义信息、位置信息和上下文信息，所述子标签粘贴在局部空间内部，所述子标签包含属性信息、操作信息和与父标签关系信息，所述子标签分为静态标签、动态标签和半动态标签。

7.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：所述全局拓扑地图模块(17)用语义信息描述房间关系、房间功能物品归属关系，所述局部栅格地图模块(16)用来描述环境的空间几何特征，所述语义地图模块(15)用来保存物品的空间位置和操作步骤，所述全局拓扑地图模块(17)的构建步骤如下：步骤一：机器人在室内运行，利用RFID读写器(7)开启识别RFID标签(12)线程；

步骤二：读到RFID标签(12)，判断是否为新的节点，是则存入语义信息模块(18)内，已存在则不进行任何处理；

步骤三：判断该空间节点遍历是否完成，未完成则进入步骤一；

步骤四：判断所有该空间节点是否遍历完成，完成则转入步骤五；

步骤五：利用谱聚类算法完成区域分割，并构建全局拓扑地图模块(17)。

8.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：所述局部栅格地图模块(16)分为静态栅格地图和半动态栅格地图，所述激光传感器(6)采用UTM-30LX 2D型激光传感器，所述局部格栅地图模块(16)的构建步骤如下：

步骤一：静态栅格地图中存储不动的静态物品，提前绘制好后不再变化；

步骤二：RFID读写器(7)读RFID标签(12)，并获取定位信息和物品属性信息；

步骤三：激光传感器(6)获取物品的轮廓信息；

步骤四：根据定位信息、物品属性信息和轮廓信息在半动态格栅地图中绘制，实现半动态格栅地图自动更新。

9.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术精确定位的智能清洁机器人，其特征在于：包含机器人(1)定位步骤如下：

步骤一：机器人(1)在室内运动，开启读RFID标签(12)线程；

步骤二：判断检测到RFID标签(12)是否为父标签；

步骤三：机器人原地转动，由贝叶斯规则估计RFID标签(12)相对于机器人角度为γ；

步骤四：由角度β＝γ-α判断是否需要转动机器人，β代表机器人需要转动的角度，α为机器人当前的角度；

步骤五：利用激光传感器(6)获取地标位置和距离信息，根据RFID标签(12)内存储的坐标信息计算机器人位置。