一种送菜机器人的室内定位方法技术

本发明专利技术公开了一种送菜机器人的室内定位方法，涉及机器人技术领域，包括单片机、运动控制模块和定位识别模块，所述单片机设置于机器人的头部与运动控制模块和定位识别模块连接用于控制机器人的运动和处理机器人的收发信息；所述定位识别模块包括RFID标签、射频读写器和计算机网络，所述RFID标签分为定位标签和导向标签；所述射频读写器设置于机器人的头部；所述计算机网络是用于对数据进行管理和通信传输的设备；所述运动控制模块用于控制机器人的前进后退和左转右转，该方法能够将机器人进行准确的定位找准送菜的路径。

An indoor location method for a vegetable delivery robot

The invention discloses a dish feeding robot indoor positioning method, which relates to the technical field of robot, which comprises a single chip computer, motion control module and position identification module, the MCU is arranged on the head of the robot and the motion control module and recognition module is connected for controlling the robot and the robot to send and receive information; the recognition module include RFID tags, RFID reader and computer network, the RFID tag includes locating tag and guide labels; the RF reader is arranged on the head of the robot; the computer network is used for the management and communication of data transmission equipment; the motion control module is used to control the robot's forward and backward turn left and right, the method can identify the location of the robot path will be accurate to send food.

【技术实现步骤摘要】
一种送菜机器人的室内定位方法
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种送菜机器人的室内定位方法。
技术介绍
：在国外，关于机器人的研究起点早，基础牢固，技术先进，研究领域广阔且深入。国外的机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备儿得到工业界广泛应用，并且对机器人事业的研究呈现逐年加深的趋势，2010年送菜机器人开始登上历史舞台。目前，国际上的机器人公司主要为日系和欧系。送菜机器人的应就目前的科学技术水平来说科技在高速发展，互联网等越来越多嵌入式的应用技术慢慢进入我用领域广泛并且正在逐步扩大走入人们的日常生活中来。总而言之国际上的送菜机器人在服务业中应用越来越广阔了，其标准化、模块化、智能化、方便化的程度越来越高，功能越来越强大，与此同时传统的餐厅送菜机器人系统中轨道的设计已经暴漏出很多麻烦。比如轨道的铺设也大大占用了餐厅的空间也严重丑化了餐厅环境，机器人的送菜位置不够准确。如申请号：201510070386.8公开了一种送菜机器人，包括移动底盘、身体、左手臂、右手臂、头部、点菜和显示部件、控制部件和供电部件，其中：移动底盘作为整个系统的载体置于地面上；身体固定在移动底盘上；左手臂与右手臂分别固定在身体的左侧与右侧，且左手臂与右手臂镜像对称；头部居中固定在身体上方；点菜和显示部件用于点菜与显示菜肴信息；控制部件用于控制送菜机器人；供电部件为机器人提供电源。该送菜机器人具有自主定位、自主移动、对话、点菜与菜肴介绍等功能，为人们提供方便快捷的服务，但是该种机器人的定位方式不够精确。申请号：201420562546.1一种餐厅酒水服务机器人，包括头部、与头部活动连接的身部、与身部活动连接的手部、与身部活动连接的底部和终端控制装置；头部包括外壳、面部显示屏、为面部显示屏供电的电池、用于识别声音的声音识别装置、用于无线通讯的无线通信装置、内部语言识别装置、与面部显示屏连接的显示装置和第一数字电机；第一数字电机连接声音识别装置并为其供电；面部显示屏、声音识别装置、无线通信装置嵌设于外壳上，内部语言识别装置、显示装置和第一数字电机设于外壳内；声音识别装置、无线通信装置、内部语言识别装置和显示装置分别连接终端控制装置。该种餐厅酒水服务机器人采用以上结构，结构简易，出错率低，能完成在普通餐厅点餐送菜的基本任务，该种机器人并未介绍如何更加精确的定位。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种送菜机器人的室内定位方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。一种送菜机器人的室内定位方法，包括单片机、运动控制模块和定位识别模块，所述单片机设置于机器人的头部与运动控制模块和定位识别模块连接用于控制机器人的运动和处理机器人的收发信息；所述定位识别模块包括RFID标签、射频读写器和计算机网络，所述RFID标签分为定位标签和导向标签，定位标签设置于桌角、墙上或者包厢门上，导向标签设置于过道的墙根或者地面上，所述RFID标签内部设有标签存储器，标签存储器内设有标签信息；所述射频读写器设置于机器人的头部，利用射频技术识别读取RFID标签内的标签信息，并将信息经过单片机进行判断和处理，处理过后执行相对应的操作，当读写器获取到一个或者两个标签时，采用概率定位法，当读到三个标签时采用三边定位法，当读到四个及四个以上标签时采用极大似然法定位；所述计算机网络是用于对数据进行管理和通信传输的设备，工作过程中通常由读写器在一个区域内发射射频能量形成电磁场，作用距离的远近取决于发射功率，RFID标签通过这一区域时候被触发，并且发送存储在标签的数据或者根据读写器的指令改写存储在标签中的数据；所述运动控制模块用于控制机器人的前进后退和左转右转，当机器人需要前进后退时，直接控制轮子向前或者向后转动即可；当机器人需要左转或者右转时分为小幅度转动和大幅度转动，小幅度转动可通过左右轮子反向转动以车身为中心转弯，大幅度转动为一侧轮子固定不动另一侧轮子前后转动以固定的轮子为中心转弯。优选的，所述定位标签中存储着所处位置的桌子号码或者包厢号码。优选的，所述导向标签中存储着用于指导机器人进行直行或者转向多少度的指令。优选的，所述RFID标签可以通过标准接口与计算机通信网络进行对接，实现数据的通信传输。优选的，所述读写器可以接受RFID标签发送的数据或向RFID标签发送数据。优选的，所述RFID标签可以设置成卡片形式或者装饰物品。本专利技术的优点在于：该中机器人通过射频识别技术进行非接触式的读写定位，能够简化定位的方式，同时减少了通道上的机器人导向导轨，采用标签的方式增加了美观，而且识别速度快定位准确，非常实用。附图说明图1为本专利技术中定位方式图。图2为本专利技术中单片机的电路图。图3为本专利技术中控制直行程序图。图4为本专利技术中控制轮心左转程序图。图5为本专利技术中控制轮心右转程序图。图6为本专利技术中控制旋转程序图。图7为本专利技术中控制后退程序图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1至图7所示，一种送菜机器人的室内定位方法，包括单片机、运动控制模块和定位识别模块，所述单片机设置于机器人的头部与运动控制模块和定位识别模块连接用于控制机器人的运动和处理机器人的收发信息；所述定位识别模块包括RFID标签、射频读写器和计算机网络，所述RFID标签分为定位标签和导向标签，定位标签设置于桌角、墙上或者包厢门上，导向标签设置于过道的墙根或者地面上，所述RFID标签内部设有标签存储器，标签存储器内设有标签信息；所述射频读写器设置于机器人的头部，利用射频技术识别读取RFID标签内的标签信息，并将信息经过单片机进行判断和处理，处理过后执行相对应的操作，当读写器获取到一个或者两个标签时，采用概率定位法，当读到三个标签时采用三边定位法，当读到四个及四个以上标签时采用极大似然法定位，根据无线电传播路径损耗模型和基于现有的设备建立的定位模型，假设已知的四个坐标分别为(X1，Y1),(X2，Y2),(X3，Y3),(X4，Y4)他们到移动机器人T的距离分别为的d1，d2，d3，d4，假设装有读写器机器人T的坐标为(X,Y)。采用极大似然估算法定位技术存在下面公式：其中d1，d2，d3，d4是未知，所以根据现场获得的RSSI值,通过强度值与距离的关系式得到其值。然后对式(1)进行处理得：式中(2)的线性方程表示方式为：AX＝b，其中：A是非奇异矩阵，且M>2，则方程数大于未知量数目的超定方程式，使用标准的最小二乘法估计方法：J＝[b-AX^]T[b-AX^]＝[bT-X^TAT][b-AX^]为了得到X^，将上式对X^求导，因为XTATb＝bTA得到：所以得到移动机器人T的坐标为：X^＝(ATA)-1ATb；若已知三个标签节点M1，M2，M3的坐标分别为(X1，Y1),(X2，Y2),(X3，Y3)以及他们到未知节点T的距离分别为d1，d2，d3。节点T的坐标(X,Y)，可以采用三边定位法计算。当|A|＝4(X1-X3)(Y2-Y3)-4(X2-X3)(Y1-Y3)不等于0时，其中，K＝2(X1-X3)(Y2-Y3)-2(X2-X3)(Y1-Y3)；K1＝X12-X32+Y12-Y32+d32-d12；K2＝X22-X32+Y2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种送菜机器人的室内定位方法，包括单片机、运动控制模块和定位识别模块，其特征在于，所述单片机设置于机器人的头部与运动控制模块和定位识别模块连接用于控制机器人的运动和处理机器人的收发信息；所述定位识别模块包括RFID标签、射频读写器和计算机网络，所述RFID标签分为定位标签和导向标签，定位标签设置于桌角、墙上或者包厢门上，导向标签设置于过道的墙根或者地面上，所述RFID标签内部设有标签存储器，标签存储器内设有标签信息；所述射频读写器设置于机器人的头部，利用射频技术识别读取RFID标签内的标签信息，并将信息经过单片机进行判断和处理，处理过后执行相对应的操作，当读写器获取到一个或者两个标签时，采用概率定位法，当读到三个标签时采用三边定位法，当读到四个及四个以上标签时采用极大似然法定位；所述计算机网络是用于对数据进行管理和通信传输的设备，工作过程中通常由读写器在一个区域内发射射频能量形成电磁场，作用距离的远近取决于发射功率，RFID标签通过这一区域时候被触发，并且发送存储在标签的数据或者根据读写器的指令改写存储在标签中的数据；所述运动控制模块用于控制机器人的前进后退和左转右转，当机器人需要前进后退时，直接控制轮子向前或者向后转动即可；当机器人需要左转或者右转时分为小幅度转动和大幅度转动，小幅度转动可通过左右轮子反向转动以车身为中心转弯，大幅度转动为一侧轮子固定不动另一侧轮子前后转动以固定的轮子为中心转弯。...

【技术特征摘要】
1.一种送菜机器人的室内定位方法，包括单片机、运动控制模块和定位识别模块，其特征在于，所述单片机设置于机器人的头部与运动控制模块和定位识别模块连接用于控制机器人的运动和处理机器人的收发信息；所述定位识别模块包括RFID标签、射频读写器和计算机网络，所述RFID标签分为定位标签和导向标签，定位标签设置于桌角、墙上或者包厢门上，导向标签设置于过道的墙根或者地面上，所述RFID标签内部设有标签存储器，标签存储器内设有标签信息；所述射频读写器设置于机器人的头部，利用射频技术识别读取RFID标签内的标签信息，并将信息经过单片机进行判断和处理，处理过后执行相对应的操作，当读写器获取到一个或者两个标签时，采用概率定位法，当读到三个标签时采用三边定位法，当读到四个及四个以上标签时采用极大似然法定位；所述计算机网络是用于对数据进行管理和通信传输的设备，工作过程中通常由读写器在一个区域内发射射频能量形成电磁场，作用距离的远近取决于发射功率，RFID标签通过这一区域时候被触发，并且发送存储在标签的数据或者根据读写器的指令改写存储在标签中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉，王鹏，李祥祥，陈哲，何红颖，王思嘉，李安冉，陈运洲，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34