交互式机器人运动轨道编码系统技术方案

本发明专利技术公开了交互式机器人运动轨道编码系统，包括机器人小车和巡线轨道，巡线轨道上有与机器人交互的编码；机器人接收颜色传感器发送的颜色信息，根据颜色信息进行运动；颜色传感阵列由多个颜色传感器构成；轨道由黑色颜色带在白色底上形成；轨道编码：使用黑白相间的色带形成的轨道编码。本发明专利技术的优点是：不需要其它传感器，降低了成本。可以通过印刷来实现丰富多彩的机器人写巡线轨道与附属的轨道编码，可以与机器人小车形成信息交互，比单纯的机器人小车巡线应用系统来说，更具有丰富的变化性。

Interactive robot motion track coding system

The invention discloses an interactive robot motion track robot and encoding system, including line track, patrol and robot interaction line encoding track; color color information receiving sensor sends a robot, according to the color information of color motion; sensor array consists of a plurality of color sensor; track by the black color band formed in white on the rail track; encoding: encoding formed using black and white ribbon. The invention has the advantages that no other sensors are needed, and the cost is reduced. Through the rich and colorful printing to achieve the robot line track and write subsidiary track encoding, can form information interaction with the robot, the robot car line than simple application system, has the rich changes.

【技术实现步骤摘要】
交互式机器人运动轨道编码系统
本专利技术涉及一种机器人运动系统，具体涉及交互式机器人运动轨道编码系统。
技术介绍
当前智能车定位技术一般采用二维码或者NFC标签，这些方案虽然也稳定、便宜，但是对于低成本玩具车来说，还是偏高了，二维码读码器和NFC读卡器的价格并不便宜。并且在维护和改造的过程中，NFC标签或者二维码所代表的内容并不能很直接的一目了然的看出来。在玩具车或者低成本智能车定位的应用中，传统技术既不能满足作为幼儿玩具的直观可见性，又不能满足足够低廉的成本。针对在在玩具车或者低成本智能车定位的应用中的上述问题，本专利技术使用巡线小车本身固有的巡线传感器，读取巡线跑道上的黑白线数值，实现编码，智能车可以根据读到的编码，获取命令。不需要额外购置二维码读码器和NFC读卡器，极大降低智能车作为一个儿童玩具所需要的成本，并且编码都是外在可见的，对于儿童玩具来说，可以增加趣味性，对于低成本智能车定位来说，在环境改造时，每个编码的含义是直观可见的，方便改造。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有颜色传感器安装到机器人的底部形成传感器阵列，可以感知轨道与轨道上的编码，使机器人在运动的时候，可以获得轨道上的编码信息，从而对机器人的运动形成反馈控制。本专利技术通过下述技术方案实现：交互式机器人运动轨道编码系统，包括机器人小车和巡线轨道，巡线轨道上有与机器人交互的编码；机器人：接收颜色传感器发送的颜色信息，根据颜色信息进行运动；颜色传感阵列：由多个颜色传感器构成的颜色传感器阵列；轨道：由黑色颜色带在白色底上形成的供机器人运动的轨道；轨道编码：使用黑白相间的色带形成的轨道编码。本方案利用颜色传感阵列中的部分颜色传感器，实现机器人小车的巡线运动。在机器人巡线运动的基础上，巡线传感器左右的编码读取传感器可以获得编码上黑白色带的颜色值。编码的方式是使用曼切斯特编码：高电平＝黑色、低电平＝白色。这种方法有个缺点，机器人小车在轨道上运行的时候，必须有能力区分T与T/2的问题，机器人小车匀速通过一个长度为L的轨道编码的时间为T，这个要求机器人匀速运动。在轨道编码中，每一位数据的中间有一颜色跳变，位中间的跳变既作同步信号，又作数据信号；从白色到黑色跳变表示1，从黑色到白色跳变表示0，在轨道编码中，颜色的跳变即代表了数据信号，也代表了同步信号。因此，假设轨道编码的长度为L，本专利技术中，要求机器人小车匀速通过长度为L的轨道编码的时间误差必须小于T/2，本专利技术才能正确工作。由于现有的机器人小车可以采用带有速度反馈的减速电机，或者通过控制电机的速度，因此这个要求是易于满足的。所述轨道，可以使用在白色的纸张或者塑料布上通过打印、印刷黑色的色带来实现。所述轨道编码，可以在所述轨道左右印刷黑白色带来实现。黑白色带的宽度使所述颜色传感器的左右两侧的读取编码传感器真好位于轨道编码色带正中。假设机器人小车的运行速度为S，那么所述轨道编码色带的长度为：S*T。轨道与轨道编码都采用印刷来实现，便于机器人小车在巡线应用中降低成本，提高普及度，有利于本系统的推广。所述轨道编码的宽度可以大于所述读取轨道编码传感器的间距，这样可以更好地确保所述轨道编码读取传感器位于轨道编码的投影区域内。所述轨道左右的两侧的所述轨道编码，在实际使用中，可以使机器人读取单边或者双边的轨道编码，这样可以获得一组或者多组信息。所述轨道左右的轨道编码，在轨道一侧，可以有1组或者多组。如果在轨道一侧具有多组所述轨道编码，那么相应地在颜色传感器阵列中，应该有所述多个轨道编码读取颜色传感器与所述一组轨道编码对应。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术交互式机器人运动轨道编码系统，不需要其它传感器，使用了机器人小车巡线使用的颜色传感器来读取在轨道两侧的轨道编码，减少了传感器种类，轨道制作简单，降低了成本。2、本专利技术交互式机器人运动轨道编码系统，可以通过印刷来实现丰富多彩的机器人写巡线轨道与附属的轨道编码，可以与机器人小车形成信息交互，比单纯的机器人小车巡线应用系统来说，更具有丰富的变化性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术系统结构示意图；图2为本专利技术系统编码示意图；图3为本专利技术系统编码示意图；图4为本专利技术系统编码示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例根据图1至4所示的交互式机器人运动轨道编码系统，包括机器人小车和巡线轨道，巡线轨道上有与机器人交互的编码；本方案利用颜色传感阵列中的部分颜色传感器，实现机器人小车的巡线运动。在机器人巡线运动的基础上，巡线传感器左右的编码读取传感器可以获得编码上黑白色带的颜色值。编码的方式是使用曼切斯特编码：高电平＝黑色、低电平＝白色。这种方法有个缺点，机器人小车在轨道上运行的时候，必须有能力区分T与T/2的问题，机器人小车匀速通过一个长度为L的轨道编码的时间为T，这个要求机器人匀速运动。在轨道编码中，每一位数据的中间有一颜色跳变，位中间的跳变既作同步信号，又作数据信号；从白色到黑色跳变表示1，从黑色到白色跳变表示0，在轨道编码中，颜色的跳变即代表了数据信号，也代表了同步信号。因此，假设轨道编码的长度为L，。本专利技术中，要求机器人小车匀速通过长度为L的轨道编码的时间误差必须小于T/2，本专利技术才能正确工作。由于现有的机器人小车可以采用带有速度反馈的减速电机，或者通过控制电机的速度，因此这个要求是易于满足的。所述轨道，可以使用在白色的纸张或者塑料布上通过打印、印刷黑色的色带来实现。所述轨道编码，可以在所述轨道左右印刷黑白色带来实现。黑白色带的宽度使所述颜色传感器的左右两侧的读取编码传感器真好位于轨道编码色带正中。假设机器人小车的运行速度为S，那么所述轨道编码色带的长度为：S*T。轨道与轨道编码都采用印刷来实现，便于机器人小车在巡线应用中降低成本，提高普及度，有利于本系统的推广。所述轨道编码的宽度可以大于所述读取轨道编码传感器的间距，这样可以更好地确保所述轨道编码读取传感器位于轨道编码的投影区域内。所述轨道左右的两侧的所述轨道编码，在实际使用中，可以使机器人读取单边或者双边的轨道编码，这样可以获得一组或者多组信息。所述轨道左右的轨道编码，在轨道一侧，可以有1组或者多组。如果在轨道一侧具有多组所述轨道编码，那么相应地在颜色传感器阵列中，应该有所述多个轨道编码读取颜色传感器与所述一组轨道编码对应。0/L1/R1读到全黑代表开始。0/L1/R1读到全白代表结束。机器人小车在巡线状态下，三颗传感器读取到黑白状态后的处理如下表1：表1机器人小车在巡线状态下，三颗传感器读取到黑白状态后的处理如下表2：L10R1动作白白白编码结束+直行黑黑黑编码在两边+第一个编码黑黑白编码在左侧+第一个编码白黑黑编码在右侧+第一个编码黑黑黑编码结束+直行+反转编码切换黑切换白-黑＝1黑-白＝0表2如果先读到全白，表明反向读，在机器人内部反转一下即可获得正确编码。机器人：接收颜色传感器发送的颜色信息，根据颜色信息进行运动；颜色传感阵列：由本文档来自技高网...

【技术保护点】
交互式机器人运动轨道编码系统，包括机器人小车和巡线轨道，其特征在于，巡线轨道上有与机器人交互的编码；机器人：接收颜色传感器发送的颜色信息，根据颜色信息进行运动；颜色传感阵列：由多个颜色传感器构成的颜色传感器阵列；轨道：由黑色颜色带在白色底上形成的供机器人运动的轨道；轨道编码：使用黑白相间的色带形成的轨道编码。

【技术特征摘要】
1.交互式机器人运动轨道编码系统，包括机器人小车和巡线轨道，其特征在于，巡线轨道上有与机器人交互的编码；机器人：接收颜色传感器发送的颜色信息，根据颜色信息进行运动；颜色传感阵列：由多个颜色传感器构成的颜色传感器阵列；轨道：由黑色颜色带在白色底上形成的供机器人运动的轨道；轨道编码：使用黑白相间的色带形成的轨道编码。2.根据权利要求1所述的交互式机器人运动轨道编码系统，其特征在于，所述传感器阵列安装在机器人底...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢军，
申请(专利权)人：成都优威骐翼教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51