技术领域
[0001] 本
发明涉及基于RFID技术的机器人定位控制系统，属于机器人定位技术领域。
背景技术
[0002]
射频识别(RFID)是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学
接触。无线电的
信号是通过调成无线电
频率的电
磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的
电磁场中就可以得到
能量，并不需要
电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出
无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了
电子存储的信息，数米之内都可以识别。与
条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。
[0003] 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的
汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别(积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份)。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入
锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与
停车场的
费用。
[0004] RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的
射频信号，凭借感应
电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)，或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关
数据处理。一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用
软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动
电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。
[0005] 机器人是自动控制机器(Robot)的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他
生物的机械(如机器狗，机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合
控制论、机械电子、计算机与
人工智能、材料学和
仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。
[0006] 随着人们对
机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有
感知、决策、行动和交互能
力的特种机器人和各种智能机器，如
移动机器人、微机器人、
水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和
工业机器人所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于针对
现有技术的
缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的基于RFID技术的机器人定位控制系统。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含上位机、网关ZigBee模
块、ZigBee模块、RFID Reader模块、RFID Tag模块、盲
节点模块、电子标签、感觉探测模块、环境模型、定位模块、避障模块、操作规划模块、路径规划模块、任务规划模块、障碍探测模块、红外线探测模块、目标物探测模块、信息融合模块、景物辨识模块、听觉模块、视觉模块、修复模块；所述上位机、网关ZigBee模块之间星湖连接；所述网关ZigBee模块桶无线接收与发送信号与ZigBee模块和盲节点模块连接；所述ZigBee模块、RFID Reader模块连接；所述RFID Tag模块、盲节点模块设置在电子标签内；所述网关ZigBee模块与感觉探测模块连接；所述感觉探测模块内设有操作规划模块、路径规划模块、任务规划模块、障碍探测模块、红外线探测模块、目标物探测模块、信息融合模块、景物辨识模块、听觉模块、视觉模块、修复模块；所述听觉模块、视觉模块为立
体模块；所述立体模块与景物辨识模块连接；所述景物辨识模块与环境模型连接；所述环境模型与定位模块、路径规划模块连接；所述路径规划模块与任务规划模块连接；所述障碍探测模块与避障模块连接；所述避障模块与任务规划模块连接；
所述障碍探测模块与红外线探测模块连接。
[0009] 作为优选，所述目标物探测模块中设有触觉探测单元、力觉探测单元。
[0010] 作为优选，所述听觉模块、视觉模块与医疗模块连接；所述医疗模块与信息融合模块连接；所述医疗模块中设有医疗传感模块。
[0011] 作为优选，所述ZigBee模块、RFID Reader模块组成基站；所述基站通过无线发送、接收信号与电子标签连接。
[0012] 作为优选，所述环境模型中设有缓冲模块、学习模块，对于新环境有一个学习适应的过程。
[0013] 本发明的射频识别(RFID)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、接触式卡等不同，射频识别系统是利用无线射频方式非接触供电，并进行非接触双向数据通信，以达到识别并交换数据的目的。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。将RFID技术应用于机器人中，可以更好地发挥其技术特点，使机器人更多地获取外在信息。
[0014] 本发明把RFID作为机器人的一种
传感器来进行
数据采集和处理。标签为机器人的外部信息量，机器人通过阅读器来采集各个标签中的
位置信息，通过获取的信息利用同步定位与地图创建
算法来对机器人进行有效的定位，从而得到更准确地控制。本文的研究工作中提出了一种基于RFID系统的有效
SLAM算法。该算法可以解决二维环境下的机器人定位问题。实验证明，通过已知的RFID数据，该算法能成功地在二维环境中实现移动机器人的
跟踪定位；当移动机器人经过标签时，阅读器读取标签中的坐标信息并将其传回电脑存储，并读取阅读器的磁场范围的下一个标签.重复这一过程直到阅读器接收其射频场内所有标签信息。在本文的研究中，只考虑RFID阅读器一次只处理一个标签坐标信息的情况。
[0015] 采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的基于RFID技术的机器人定位控制系统，利用RFID的高速数据传输的特点，增强移动机器人数据获取能力，提高了机器人定位的效率；利用RFID标签给机器人提供更多的信息，从而更好地控制机器人按照既定目标到达目的地；结合标签的唯一性，给装有RFID阅读器的机器人定位。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图2是本发明的内部传感框图；
[0019] 附图标记说明：
[0020] 上位机1、网关ZigBee模块2、ZigBee模块3、RFID Reader模块4、RFIDTag模块5、盲节点模块6、电子标签7、感觉探测模块8、环境模型9、定位模块10、避障模块11、操作规划模块12、路径规划模块13、任务规划模块14、障碍探测模块15、红外线探测模块16、目标物探测模块17、信息融合模块18、景物辨识模块19、听觉模块20、视觉模块21、修复模块22。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0022] 参看如图1和图2所示，本具体实施方式包含上位机1、网关ZigBee模块2、ZigBee模块3、RFID Reader模块4、RFID Tag模块5、盲节点模块6、电子标签7、感觉探测模块8、环境模型9、定位模块10、避障模块11、操作规划模块12、路径规划模块13、任务规划模块14、障碍探测模块15、红外线探测模块16、目标物探测模块17、信息融合模块18、景物辨识模块19、听觉模块20、视觉模块21、修复模块22；所述上位机1、网关ZigBee模块2之间星湖连接；所述网关ZigBee模块2桶无线接收与发送信号与ZigBee模块3和盲节点模块6连接；所述ZigBee模块3、RFID Reader模块4连接；所述RFID Tag模块5、盲节点模块6设置在电子标签7内；所述网关ZigBee模块2与感觉探测模块8连接；所述感觉探测模块8内设有操作规划模块12、路径规划模块13、任务规划模块14、障碍探测模块15、红外线探测模块16、目标物探测模块17、信息融合模块18、景物辨识模块19、听觉模块20、视觉模块21、修复模块22；所述听觉模块20、视觉模块21为立体模块；所述立体模块与景物辨识模块19连接；所述景物辨识模块19与环境模型9连接；所述环境模型9与定位模块10、路径规划模块13连接；所述路径规划模块13与任务规划模块14连接；所述障碍探测模块15与避障模块11连接；所述避障模块11与任务规划模块14连接；所述障碍探测模块15与红外线探测模块16连接。
[0023] 其中，所述目标物探测模块17中设有触觉探测单元、力觉探测单元；所述听觉模块20、视觉模块21与医疗模块连接；所述医疗模块与信息融合模块18连接；所述医疗模块中设有医疗传感模块；所述ZigBee模块3、RFID Reader模块4组成基站；所述基站通过无线发送、接收信号与电子标签连接；所述环境模型9中设有缓冲模块、学习模块，对于新环境有一个学习适应的过程。
[0024] 本具体实施方式的射频识别(RFID)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、接触式卡等不同，射频识别系统是利用无线射频方式非接触供电，并进行非接触双向数据通信，以达到识别并交换数据的目的。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。将RFID技术应用于机器人中，可以更好地发挥其技术特点，使机器人更多地获取外在信息。
[0025] 本具体实施方式把RFID作为机器人的一种传感器来进行数据采集和处理。标签为机器人的外部信息量，机器人通过阅读器来采集各个标签中的位置信息，通过获取的信息利用同步定位与地图创建算法来对机器人进行有效的定位，从而得到更准确地控制。本文的研究工作中提出了一种基于RFID系统的有效SLAM算法。该算法可以解决二维环境下的机器人定位问题。实验证明，通过已知的RFID数据，该算法能成功地在二维环境中实现移动机器人的跟踪定位；当移动机器人经过标签时，阅读器读取标签中的坐标信息并将其传回电脑存储，并读取阅读器的磁场范围的下一个标签.重复这一过程直到阅读器接收其射频场内所有标签信息。在本文的研究中，只考虑RFID阅读器一次只处理一个标签坐标信息的情况。
[0026] 本具体实施方式所述的基于RFID技术的机器人定位控制系统，利用RFID的高速数据传输的特点，增强移动机器人数据获取能力，提高了机器人定位的效率；利用RFID标签给机器人提供更多的信息，从而更好地控制机器人按照既定目标到达目的地；结合标签的唯一性，给装有RFID阅读器的机器人定位。
[0027] 以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它
修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
