CN107764256A - 一种基于rfid阵列的无轨自动导航小车***及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RFID阵列的无轨自动导航小车***及其实现方法，包括车体和用于控制车体的控制装置，还包括作为车体运行场地的RFID阵列地板，RFID阵列地板主要由M块RFID地板砖依次铺设而成，每一块RFID地板砖按顺序对应设有一标识号且在每一块RFID地板砖内均安装有G*H块RFID卡，在车体的车头端设有用于读取RFID卡的RFID读卡阵列模块，RFID读卡阵列模块与从控制模块连接；主控制模块内存储有RFID阵列地板上的每一块RFID卡的RFID标签码，其中，M是≥1的整数，G、H均是≥1的整数。本发明不需要安装磁条等有轨设备，***的维护成本低，具有***稳性高、抗干扰能力强、定位精确度高的特点；可根据运行需要在一定范围内变更路线，适合柔性制造车间、超市、仓库等场所。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能机器控制设备，具体涉及一种基于RFID阵列的无 轨自动导航小车***及其实现方法。
背景技术
自动导航小车(Automatic Guided Vehicle,AGV)***是属工业机器人 的分支之一，小车一般使用电池进行驱动，在一定的运行环境中可自主运行， 被广泛应用在物流、柔性制造业、自动化仓储等领域，是制造业智能化的重 要组成部分。目前，自动导航小车的导引技术可分为有轨导引和无轨导引两 大类型。其中有轨导引需要在小车运行的路径上铺设磁条或色块等导引物， 小车在固定运行路径内行驶，控制方便、定位较准确，可实现厘米级的定位 精度，是目前AGV主要的导引方式。但小车的路径一旦铺设就难以变更，轨 道铺设成本高，色块易摩损；另一种无轨导引一般是通过激光导引、超声波 导引、红外线导引等，此类导引技术均通过信号传输距离与时间的关系的测 距原理来进行导引，虽然无需布置运行轨道，但存在定位误差大、定位不精 准的缺陷，市场应用尚未成熟。
随着科技的发展与进步，现有技术中出现了各种导引更为准确、***运 行更为稳定的自动导航小车，例如授权公告号为CN 201494328U的中国实用 新型专利公开了一种自动导航小车，包含小车部分和引导部分，小车部分由 车体、电控箱、中央控制器、电池组、驱动机构、悬挂机构、路面磁条信号 传感器、路面RFID射频识别标签卡读写器、防撞机构等构成。引导部分由 敷设在路面上的磁条和RFID射频识别标签卡组成，在车体上安装路面磁条信号传感器，在车体上安装路面RFID射频识别标签卡读写器，路面磁条信 号传感器与中央控制器的AD模块进行直接连接，将路面磁条信号传感器输 出的模拟信号进行处理。该结构的小车通过敷设在路面上的磁条来作为小车 行驶的轨道、并通过在路面上设置的RFID射频识别标签卡来实现对小车行 驶动作(例如加速、减速、左转、右转、等待、避让、停止等)的导航，虽 然小车自导航较为准确，但仍需要安装磁条等有轨设备，轨道铺设成本大且 轨道维护成本高，同时小车轨道一旦铺设完成就难以变更。
发明内容
针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于RFID阵 列的无轨自动导航小车***，其在使用时无需安装小车运行轨道、运行成本 低廉、运行路线灵活。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于RFID阵列的无轨自动导航小车***，包括车体和用于控制车 体的控制装置，所述车体的两侧安装有车轮，在车体上安装有用于驱动车体 行驶的驱动装置，所述控制装置包括从控制模块、主控制模块、用于感应车 体当前行驶方向的电子罗盘和安装在车体的车头端的防碰撞模块，所述电子 罗盘安装在车体上并与从控制模块的输入端连接，所述防碰撞模块与从控制 模块的输入端连接，所述从控制模块安装在车体上并通过无线通信模块与主 控制模块连接，还包括作为车体运行场地的RFID阵列地板，
所述RFID阵列地板主要由M块RFID地板砖依次铺设而成，每一块RFID 地板砖按顺序对应设有一标识号且在每一块RFID地板砖内均安装有G*H块 RFID卡，在车体的车头端设有用于读取RFID卡的RFID读卡阵列模块，所 述RFID读卡阵列模块与从控制模块连接；所述主控制模块内存储有RFID阵 列地板上的每一块RFID卡的RFID标签码，其中，M、G、H均是≥1的整数。
上述方案中，为了能够保证RFID读卡阵列模块每一次均能至少读取到 一个RFID卡上的RFID标签码，使主控制模块对车体的导航定位更加准确， 所述RFID读卡阵列模块主要由I*J个RFID读卡器依次排列而成，其中I、 J均为≥1的整数。
上述方案中，每一块RFID地板砖包括地板砖底层和地板砖顶层，在地 板砖底层和地板砖顶层之间安装所述RFID卡。
上述方案中，所述驱动装置可以包括直流电机和直流电机驱动模块，所 述直流电机驱动模块的输入端与从控制模块连接、其输出端与直流电机连 接，所述直流电机通过轴承与车轮转轴连接。
上述方案中，所述从控制模块可以为51单片机、MSP430单片机或ARM 处理器中的任意一种。
上述方案中，所述主控制模块为上位机。
本发明还提供了上述基于RFID阵列的无轨自动导航小车***的实现方 法，包括以下步骤：
1)RFID阵列地板的铺设：首先取M块RFID地板砖并将M块RFID地板 砖按顺序进行标号，在每一块RFID地板砖内按G*H的规则嵌入RFID卡，即 制得RFID地板砖；然后根据小车运行需求确定始发点和目的地，再依次铺 设制得的RFID地板砖；
2)构建基于RFID的二维地图：
a、采用RFID读卡器按从左到右或从上到下的顺序依次读取每一块RFID 地板砖上的每一块RFID卡上的ID号，并按读取的顺序存储在主控制模块内；
b、所述RFID卡的ID号与该RFID卡在其所在的RFID地板砖上的位置 坐标一一对应，各RFID地板砖内的G*H块RFID卡按顺序依次编号，设从0 开始编号，第S块RFID卡在其所在编号为N的RFID地板砖中的坐标表示为 (xs，ys)，则xs＝(S％G)*L，ys＝(S/H)*D，0≤S≤G*H-1的整数；
其中G、H分别为RFID卡分布的行数和列数，L、D分别为RFID卡在RFID 地板砖中分布的行距和列距；
c、设编号为N的RFID地板砖在RFID阵列地板上的初始坐标为(XN， YN)，则该地板砖上第S块RFID卡在整个小车运行场地的绝对座标为(Xns， Yns)＝(xs+XN，ys+YN)，将每块RFID卡的ID号与其绝对坐标(X，Y)相关 联，组成(ID,X，Y)三元组的集合即为RFID阵列地板对应映射而成的二 维地图；
d、再根据运行需求确定小车运行的出发点和目的地后，主控制模块通 过内部存储的二维地图为小车规划最佳运行线路；
3)小车运行的定位与导航：
Ⅰ、车体从出发点出发，在运行过程，通过设于车体上的RFID读卡阵 列模块实时读取车体经过的RFID卡的ID号、并通过车体上的电子罗盘获取 小车当前的运行方向，并通过无线通信模块实时传送给主控制模块；
Ⅱ、主控制模块将接收到的RFID卡的ID号与其内部存储的二维地图进 行匹配，即得到当前车体的位置坐标(X，Y)；
Ⅲ、主控制模块将当前车体的位置坐标(X，Y)和接收到的小车当前运 行方向与最佳运行线路进行对比，得到车体当前运行的偏离情况，同时规划 出车体的下一步行驶路径，且生成相应的调整控制信息，所述调整控制信息 通过无线通信模块发送至车体上；
Ⅳ、车体接收主控制模块发来的调整控制信息后，向电机发送相应的控 制指令，实现对车体的导航运行；
Ⅴ、车体在运行过程不断循环反复上述Ⅰ～Ⅳ自导航控制步骤，直至收 到结束信号，即为车体运行至目的地。
上述方案中，编号为N的RFID地板砖在RFID阵列地板上的初始坐标为 (XN，YN)采用测量工具测量得到。
本发明的有益效果为：
1)本发明小车的运行轨道为开放式RFID阵列地板，所述RFID阵列地 板由多块内部安装有RFID卡的RFID地板砖依次铺设而成，通过RFID读卡 阵列模块实时获取车体所经过位置的RFID地板砖中RFID卡的RFID标签码、 并发送给从控制模块，从控制模块再无线传输给上位机，上位机将该RFID 标签码与内部存储的数据进行比对、处理后，快速得到小车的当前坐标，同 时结合电子罗盘发来的小车运行方向，快速地规划出的小车下一步的行走路 径，并及时发送控制信号给从控制模块，再由从控制模块控制车体行驶，实 现了小车的自动导航行驶。与现有技术相比，本发明不需要安装磁条等有轨 设备，***的维护成本大大降低；同时根据运行需要可在特定的范围内随意 变更路线，非常适合柔性制造车间、超市、仓库等场所。
2)对车体的定位采用RFID技术方式，***的稳性高、抗干扰能力强， 用于读取的RFID读卡阵列模块由多个RFID读卡器构成，能够保证车体运行 期间实时均能读到RFID卡，小车行驶的定位精度高。
3)小车自动导航运行前，只需事先对RFID地板砖进行制作，铺设，RFID 卡ID的数据采集和存储工作，并通过主控制模块对数据的计算处理实现对 车体的自导航工作，实现方法简单、成本低廉，且完成RFID阵列地板的铺 设和相应的二维地图数据采集后，后期的维护工作简单，且上位机能够根据 小车目的地的改变来重新规划最佳运行路线，灵活性高。
附图说明
图1为每一块RFID地板砖内部的剖面结构示意图。
图2为每一块RFID地板砖内的RFID卡的一种排列安装示意图。
图3为本无轨自动导航小车***使用时的部分硬件安装结构示意图。
图4为RFID读卡阵列模块上的RFID读卡器一种排列结构示意图。
图5为RFID阵列地砖的一种铺设结构示意图。
图6为基于RFID阵列的无轨自动导航小车***使用时的一种结构状态 示意图。
图7为基于RFID阵列的无轨自动导航小车***使用时的另一种结构状 态示意图。
图中标号为：1、RFID地板砖，1-1、地板砖底层，1-2、地板砖顶层， 2、RFID卡，3、RFID阵列地板，4、车体，5、车轮，6、直流电机，7、电 子罗盘，8、直流电机驱动模块，9、从控制模块，10、电池，11、防碰撞模 块，12、无线通信模块，13、RFID读卡阵列模块，14、上位机，15、RFID 读卡器,16、目的地。
具体实施方式
如图3、图6、图7所示，一种基于RFID阵列的无轨自动导航小车***， 包括车体4、用于控制车体4的控制装置和作为车体4运行场地的RFID阵 列地板3。所述车体4的两侧安装有车轮5，在车体4上安装有用于驱动车 体4行驶的驱动装置。
所述控制装置包括从控制模块9、主控制模块、用于感应车体4当前行 驶方向的电子罗盘7和安装在车体4的车头端的防碰撞模块11。本实施例 中，所述防碰撞模块11具体为超声波测距模块。所述电子罗盘7安装在车 体4上并与从控制模块9的输入端连接，本实施例中，所述电子罗盘7选用 HMC5883L模块。所述防碰撞模块11与从控制模块9的输入端连接。所述从 控制模块9安装在车体4上并通过无线通信模块12与主控制模块连接。所 述主控制模块内存储有RFID阵列地板3上的每一块RFID卡2的RFID标签 码。
所述驱动装置包括直流电机6和直流电机驱动模块8，所述直流电机驱 动模块8的输入端与从控制模块9连接、其输出端与直流电机6连接，所述 直流电机6通过轴承与车轮5转轴连接。即所述直流电机驱动模块8接收从 控制模块9发来的控制信号后对直流电机6发送正转、反转、前进、后退等 执行控制信号。在车体4上还安装有用于给从控制模块9供电的电池10。
所述从控制模块9用于接收电子罗盘7、超声波测距模块和RFID读卡 阵列模块13发来的数据信息，并及时发送给主控制模块，同时从控制模块 9还接收主控制模块发来的控制信号、实时地控制车体4上车轮5和车体4 运行方向。本实施例中，所述从控制模块9具体可选用为51单片机、MSP430 单片机或ARM处理器中的任意一种。当然也可以是其他型号的嵌入式中央 处理器。所述主控制模块作为车体4导航的控制核心，可选用处理数据能力强大的上位机14，具体可以是计算机、PC机、移动设备等。所述上位机14 事先存储有RFID卡2的RFID地板阵列上的每一个RFID卡2的RFID标签码， 在小车运行过程实时处理从控制模块9发来的读取到的RFID标签码，并处 理得到小车目前的位置，同时为小车下一步的行驶作出规划，并发出小车左 转右转、前进后退等具体行驶动作。
如图5所示，所述RFID阵列地板3主要由M块RFID地板砖1依次铺设 而成。其中，M是≥1的整数。当然根据所选用的地板砖的面积大小(例如 30*30、30*60、60*60、80*80等规格)和运行场地需求而对RFID地板砖1 的数目进行选择。此外，由RFID地板砖1依次铺设而成的RFID阵列地板3 的形状、大小根据实际需要而进行铺设，可以是矩形，如图6所示；也可以 是其他形状，如图7所示。
每一块RFID地板砖1按顺序对应设有一标识号且在每一块RFID地板砖 1内均安装有G*H块RFID卡2，其中G、H均是≥1的整数。G和H的值根据 一块RFID地板砖1的大小和所要求的定位精度而进行选用：RFID地板砖1 面积小可选择安装一个RFID卡2，由于要求的定位精度越高所要设置的RFID 卡2越多。如图2所示，所述RFID地板砖1为60*60的规格，其内部的RFID 卡2按3*3的规格安装在RFID地板砖1内。如图1所示，每一块RFID地板 砖1包括地板砖底层1-1和地板砖顶层1-2，在地板砖底层1-1和地板砖顶 层1-2之间安装所述RFID卡2。为了延长RFID卡2的使用寿命和保证RFID 卡2的灵敏度，所述RFID卡2上包覆有透明防水薄膜。
在车体4的车头端设有用于读取RFID卡2的RFID读卡阵列模块13， 所述RFID读卡阵列模块13与从控制模块9连接。RFID读卡阵列模块13具 体是接在RS-485总线上，并通过TTL/485转换模块与从控制模块9的串口 连接。所述RFID读卡阵列模块13主要由I*J个RFID读卡器15依次排列而 成，其中I、J均为≥1的整数。本实施例中，如图4所示，所述I和J的 值均为2。所述RFID读卡阵列模块13具体安装在车体4的车头端的下方， 且与RFID阵列地板3的高度距离不超5cm，以保证RFID读卡器15能够读 取到RFID卡2上的RFID标签码。
一种基于RFID阵列的无轨自动导航小车***的实现方法，包括以下步 骤：
1)RFID阵列地板3的铺设：首先取M块RFID地板砖1并将M块RFID 地板砖1按顺序进行标号，在每一块RFID地板砖1内按G*H的规则嵌入RFID 卡2，即制得RFID地板砖1；然后根据小车运行需求确定始发点和目的地 16，再依次铺设制得的RFID地板砖1；
2)构建基于RFID的二维地图：
a、采用RFID读卡器15按从左到右或从上到下的顺序依次读取每一块 RFID地板砖1上的每一块RFID卡2上的RFID标签码(RFID标签码表示为 ID)，并按读取的顺序存储在主控制模块内；
b、所述RFID卡2的ID号即为该RFID卡2在其所在的RFID地板砖1 上的位置坐标，各RFID地板砖1内的G*H块RFID卡2按顺序依次编号，设 从0开始编号，第S块RFID卡2在其所在编号为N的RFID地板砖1中的坐 标表示为(x1，y1)，则x1＝(S％G)*L，y1＝(S/H)*D，1≤S≤G*H的整数；
其中G、H分别为RFID卡2分布的行数和列数，L、D分别为RFID卡2 在RFID地板砖1中分布的行距和列距；
c、设编号为N的RFID地板砖1在RFID阵列地板3上的初始坐标为(XN， YN)，则该地板砖上第S块RFID卡2在整个小车运行场地的绝对座标为(Xns， Yns)＝(xs+XN，ys+YN)，将每块RFID卡2的ID号与其绝对坐标(X，Y)相 关联，组成(ID,X，Y)三元组的集合即为RFID阵列地板3对应映射而成 的二维地图；
d、在根据运行需求确定小车运行的出发点和目的地16后，主控制模块 通过内部存储的二维地图为小车规划最佳运行线路；
本实施例中，所述G、H均取4，即RFID卡2以4行4列的排列方式分 布在编号为N＝6的RFID地板砖1内，S为9，则第9块RFID卡2在地板砖 内的分布图，如下表1：
表1
则第9块RFID卡2在编号为6的地板砖内的位置坐标为x1＝(9％4)*L， 9除以4取余数，得1，即x9＝L，y9＝(9/4)*D，即9除以4取整，得2，即 y1＝2D。如图7所示，第6块RFID地板砖1在整个阵列地板中的初始坐标(其 左下角的位置)为(X6，Y6)，X6＝一块地板砖的水平距离＝G*L*1＝4L,Y6＝2块 地板砖的竖直距离＝H*D*2＝4*D*2＝8D，则第9块RFID卡2在在整个RFID阵 列地板3中的坐标(X，Y)＝(L+4L，2D+8D)＝(5L，10D)，因此，第9块 RFID卡2的ID号所对应的位置坐标即被存至上位机14内，当小车在运行 过程读取到该RFID卡2的ID号后，进行查询即可准确获知小车当前的位置。
当然，在阵列地板为规则形状的情况下(如矩形、正方形)，可通过上 述计算公式得到，当阵列地板为不规则形状的情况下，可采用测量工具测量 得到。
在上述步骤2)中的c步骤是指一块RFID地板砖1内的RFID卡2的排 列安装形式，步骤b中是指RFID阵列地板3由多块RFID地板砖1铺设而成， 本实施例中，每一块RFID地板砖1内的RFID卡2的分布形式均相同，地板 砖与地板砖之间仅仅是编号的不同以及地板砖内安装的每一块RFID卡2均 有唯一的ID号，由此来实现车体4的位置定位。
3)小车运行的定位与导航：
Ⅰ、车体4从出发点出发，在运行过程，通过设于车体4上的RFID读 卡阵列模块13实时读取车体4经过的RFID卡2的ID号、并通过车体4上 的电子罗盘7获取小车当前的运行方向，并通过无线通信模块12实时传送 给主控制模块；
Ⅱ、主控制模块将接收到的RFID卡2的ID号与其内部存储的二维地图 进行匹配，即得到当前车体4的位置坐标(X，Y)；
Ⅲ、主控制模块将当前车体4的位置坐标(X，Y)和接收到的小车当前 运行方向与最佳运行线路进行对比，得到车体4当前运行的偏离情况，同时 规划出车体4的下一步行驶路径，且生成相应的调整控制信息，所述调整控 制信息通过无线通信模块12发送至车体4上；
Ⅳ、车体4接收主控制模块发来的调整控制信息后，向电机发送相应的 控制指令，实现对车体4的导航运行；
Ⅴ、车体4在运行过程不断循环反复上述Ⅰ～Ⅳ自导航控制步骤，直至 收到结束信号，即为车体4运行至目的地16。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的 技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、 改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于RFID阵列的无轨自动导航小车***，包括车体(4)和用于控制车体(4)的控制装置，所述车体(4)的两侧安装有车轮(5)，在车体(4)上安装有用于驱动车体(4)行驶的驱动装置，所述控制装置包括从控制模块(9)、主控制模块、用于感应车体(4)当前行驶方向的电子罗盘(7)和安装在车体(4)的车头端的防碰撞模块(11)，所述电子罗盘(7)安装在车体(4)上并与从控制模块(9)的输入端连接，所述防碰撞模块(11)与从控制模块(9)的输入端连接，所述从控制模块(9)安装在车体(4)上并通过无线通信模块(12)与主控制模块连接，其特征在于：还包括作为车体(4)运行场地的RFID阵列地板(3)，
所述RFID阵列地板(3)主要由M块RFID地板砖(1)依次铺设而成，每一块RFID地板砖(1)按顺序对应设有唯一标识号且在每一块RFID地板砖(1)内均安装有G*H块RFID卡(2)，在车体(4)的车头端设有用于读取RFID卡(2)的RFID读卡阵列模块(13)，所述RFID读卡阵列模块(13)与从控制模块(9)连接；所述主控制模块内存储有RFID阵列地板(3)上的每一块RFID卡(2)的RFID标签码，其中，M、G、H均是≥1的整数。
2.根据权利要求1所述的基于RFID阵列的无轨自动导航小车***，其特征在于：所述RFID读卡阵列模块(13)主要由I*J个RFID读卡器(15)依次排列而成，其中I、J均为≥1的整数。
3.根据权利要求1所述的基于RFID阵列的无轨自动导航小车***，其特征在于：每一块RFID地板砖(1)包括地板砖底层(1-1)和地板砖顶层(1-2)，在地板砖底层(1-1)和地板砖顶层(1-2)之间安装所述RFID卡(2)。
4.根据权利要求3所述的基于RFID阵列的无轨自动导航小车***，其特征在于：所述驱动装置包括直流电机(6)和直流电机驱动模块(8)，所述直流电机驱动模块(8)的输入端与从控制模块(9)连接、其输出端与直流电机(6)连接，所述直流电机(6)通过轴承与车轮(5)转轴连接。
5.根据权利要求1所述的基于RFID阵列的无轨自动导航小车***，其特征在于：所述从控制模块(9)为51单片机、MSP430单片机或ARM处理器中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的基于RFID阵列的无轨自动导航小车***，其特征在于：所述主控制模块为上位机(14)。
7.一种如权利要求1～6任意一项所述的基于RFID阵列的无轨自动导航小车***的实现方法，包括以下步骤：
1)RFID阵列地板(3)的铺设：首先取M块RFID地板砖(1)并将M块RFID地板砖(1)按顺序进行标号，在每一块RFID地板砖(1)内按G*H的规则嵌入RFID卡(2)，即制得RFID地板砖(1)；然后根据小车运行需求确定始发点和目的地(16)，再依次铺设制得的RFID地板砖(1)；
2)构建基于RFID的二维地图：
a、采用RFID读卡器(15)按从左到右或从上到下的顺序依次读取每一块RFID地板砖(1)上的每一块RFID卡(2)上的RFID标签码(RFID标签码表示为ID)，并按读取的顺序存储在主控制模块内；
b、所述RFID卡(2)的ID号即为该RFID卡(2)在其所在的RFID地板砖(1)上的位置坐标，各RFID地板砖(1)内的G*H块RFID卡(2)按顺序依次编号，设从0开始编号，第S块RFID卡(2)在其所在编号为N的RFID地板砖(1)中的坐标表示为(xs，ys)，则xs＝(S％G)*L，ys＝(S/H)*D，
其中G、H分别为RFID卡(2)分布的行数和列数，L、D分别为RFID卡(2)在RFID地板砖(1)中分布的行距和列距；
c、设编号为N的RFID地板砖(1)在RFID阵列地板(3)上的初始坐标为(XN，YN)，则该地板砖上第S块RFID卡(2)在整个小车运行场地的绝对座标为(Xns，Yns)＝(xs+XN，ys+YN)，将每块RFID卡(2)的ID号与其绝对坐标(X，Y)相关联，组成(ID,X，Y)三元组的集合即为RFID阵列地板(3)对应映射而成的二维地图；
d、在根据运行需求确定小车运行的出发点和目的地(16)后，主控制模块通过内部存储的二维地图为小车规划最佳运行线路；
3)小车运行的定位与导航：
Ⅰ、车体(4)从出发点出发，在运行过程，通过设于车体(4)上的RFID读卡阵列模块(13)实时读取车体(4)经过的RFID卡(2)的ID号、并通过车体(4)上的电子罗盘(7)获取小车当前的运行方向，并通过无线通信模块(12)实时传送给主控制模块；
Ⅱ、主控制模块将接收到的RFID卡(2)的ID号与其内部存储的二维地图进行匹配，即得到当前车体(4)的位置坐标(X，Y)；
Ⅲ、主控制模块将当前车体(4)的位置坐标(X，Y)和接收到的小车当前运行方向与最佳运行线路进行对比，得到车体(4)当前运行的偏离情况，同时规划出车体(4)的下一步行驶路径，且生成相应的调整控制信息，所述调整控制信息通过无线通信模块(12)发送至车体(4)上；
Ⅳ、车体(4)接收主控制模块发来的调整控制信息后，向电机发送相应的控制指令，实现对车体(4)的导航运行；
Ⅴ、车体(4)在运行过程不断循环反复上述Ⅰ～Ⅳ自导航控制步骤，直至收到结束信号，即为车体(4)运行至目的地(16)。
8.根据权利要求7所述的基于RFID阵列的无轨自动导航小车***的实现方法，其特征在于：编号为N的RFID地板砖(1)在RFID阵列地板(3)上的初始坐标为(XN，YN)采用测量工具测量得到。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108445890A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-08-24 | 佛山科学技术学院 | 一种基于路线测量的agv智能小车控制*** |
| CN108845846A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-11-20 | 上海思愚智能科技有限公司 | 地垫管理方法及终端 |
| CN110209170A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-06 | 珠海丽亭智能科技有限公司 | 一种停车机器人的行进轨迹矫正方法 |
| CN110658823A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-01-07 | 驭达工业装备（苏州）有限公司 | 基于面阵相机智能车路径识别及跟踪omv小车及方法 |
| CN111551169A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-18 | 广州支点创新科技有限责任公司 | 机器人的地图构建及定位方法、机器人 |
| CN112985403A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-18 | 清华大学 | 地砖、导航***及导航方法 |
| WO2023092584A1 (en) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | Abb Schweiz Ag | Method, apparatus and system for agv movement control |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1987902A (zh) * | 2007-01-05 | 2007-06-27 | 潘英豪 | 一种有限空间中用于地理定位的地板及使用方法 |
| CN2919567Y (zh) * | 2005-09-16 | 2007-07-04 | 卢青 | Rfid天线定位矩阵 |
| CN105403859A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-16 | 深圳市中科鸥鹏智能科技有限公司 | 机器人定位方法和装置 |
| CN107230159A (zh) * | 2016-06-01 | 2017-10-03 | 长宁县九牛肉牛养殖有限责任公司 | 智慧养殖管理*** |
| CN207423201U (zh) * | 2017-10-12 | 2018-05-29 | 钦州学院 | 一种基于rfid阵列的无轨自动导航小车*** |
-
2017
- 2017-10-12 CN CN201710945258.2A patent/CN107764256A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2919567Y (zh) * | 2005-09-16 | 2007-07-04 | 卢青 | Rfid天线定位矩阵 |
| CN1987902A (zh) * | 2007-01-05 | 2007-06-27 | 潘英豪 | 一种有限空间中用于地理定位的地板及使用方法 |
| CN105403859A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-16 | 深圳市中科鸥鹏智能科技有限公司 | 机器人定位方法和装置 |
| CN107230159A (zh) * | 2016-06-01 | 2017-10-03 | 长宁县九牛肉牛养殖有限责任公司 | 智慧养殖管理*** |
| CN207423201U (zh) * | 2017-10-12 | 2018-05-29 | 钦州学院 | 一种基于rfid阵列的无轨自动导航小车*** |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周艳聪: "新的室内移动机器人自定位方法" * |
| 胡振旺: "基于STM32的家庭服务机器人***设计" * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108845846A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-11-20 | 上海思愚智能科技有限公司 | 地垫管理方法及终端 |
| CN108445890A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-08-24 | 佛山科学技术学院 | 一种基于路线测量的agv智能小车控制*** |
| CN110209170A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-06 | 珠海丽亭智能科技有限公司 | 一种停车机器人的行进轨迹矫正方法 |
| CN110658823A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-01-07 | 驭达工业装备（苏州）有限公司 | 基于面阵相机智能车路径识别及跟踪omv小车及方法 |
| CN111551169A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-18 | 广州支点创新科技有限责任公司 | 机器人的地图构建及定位方法、机器人 |
| CN112985403A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-18 | 清华大学 | 地砖、导航***及导航方法 |
| WO2023092584A1 (en) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | Abb Schweiz Ag | Method, apparatus and system for agv movement control |
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