CN107160397B - 机器人行走的模块地标、地标及其机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人行走的模块地标、地标及其机器人，模块地标是将机器人行走的整个地域划分成多个模块地域，在每个模块地域内设置有：第一磁性块，其极性为N极或S极；第二磁性块，其极性与第一磁性块不同。第一磁性块为第一磁性长条，第二磁性块为第二磁性长条。第一磁性长条，按Y轴方向设置；第二磁性长条，按X轴方向设置。还包括：第三磁性长条和第四磁性长条，四根长条按十字形排列，第二磁性长条、三磁性长条和第四磁性长条极性相同。一种机器人，其底部安装有多个磁感应传感器和地址地标识别装置，机器人能根据指令及采集到的地标信息前进、后退、转向行走到目标的模块地域。本发明具有定位可靠准确、维护方便的有益效果。

Description

机器人行走的模块地标、地标及其机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人行走的模块地标、地标及其机器人。

背景技术

机器人在运货卸货时可以通过多种方式来导航，例如可以通过GPS来导航，也可以通过地标来导航，当机器人用于分拣包裹时，一个分拣系统有数百个机器人在同时运动，目前比较常见的方式，通常选用采集地标信息来导航，地标信息中最常见的是二维码，二维码既包括了方向信号，又包括了位置信号，机器人从一个模块地域移动到另一个模块地域时，不断读取二维码信息，并根据指令机器人做出直行、倒退或转弯等动作，二维码有较好的容错率，在部分信息丢失的前提下也能解码，二维码四个角的信息代表了方向信息，该方向信息能用于机器人判断方向，当二维码四个角信息中的一个读取失败，将无法判断方向，由于二维码存在磨损、异物遮挡等原因，会出现读取失败的现象存在。

发明内容

本发明根据以上不足，提供了一种机器人行走的模块地标，通过设置磁性材料来为机器人进行定位。

本发明的技术方案是：

一种机器人行走的模块地标，将机器人行走的整个地域划分成多个模块地域，在每个模块地域内设置有：

第一磁性块，其极性为用磁感应传感器能检测到的N极或S极；

第二磁性块，其极性与第一磁性块不同。

需要说明的是，两块不同极性的磁性块就能为机器人进行定位，这两块磁性块的位置可以任意设置，磁性块的形状也可以有多种，相应地，机器人的磁感应传感器与之配套。

为了提高磁性块的利用率，增加方位覆盖面积，方便机器人识别，作为优选，所述的第一磁性块为第一磁性长条，所述的第二磁性块为第二磁性长条。

需要说明的是，磁性块的形状是任意的，磁性长条的形状为长方形，当磁性块设置成磁性长条时，这两块磁性长条的位置同样可以任意设置。

作为优选，所述第一磁性长条，按Y轴方向设置；所述第二磁性长条，按X轴方向设置。

需要说明的是，第一磁性长条和第二磁性长条按平面坐标的原理进行设置，平面坐标的设定能确定进入该坐标内机器人的位置和行走方向，机器人可以根据指令决定前进、后退或转向，第一磁性长条和第二磁性长条可以相交或不相交，如果相交，交点位置相当于坐标的原点，由于N极或S极重叠，机器人上的磁感应传感器无法采集该交点信号，造成磁性长条和磁感应传感器的浪费，因此，可以选择不相交的结构，但通过推算能得出该交点位置。

作为优选，还包括：

第三磁性长条，按X轴方向设置，第三磁性长条的极性与所述的第二磁性长条相同。

需要说明的是，第一磁性长条的长度可以等于第二磁性长条加第三磁性长条的长度，该结构对称性比较好；第一磁性长条、第二磁性长条和第三磁性长条的长度还可以相同，在这种情况下，X轴方向的磁性长条大于Y轴方向的磁性长条，机器人在X轴方向的调整精度高于在Y轴方向的精度，如果机器人以Y轴方向作为主要行走方向时，该方案为优选方案。

进一步地，还包括：

第四磁性长条，按Y轴方向设置，第四磁性长条的极性与所述的第二磁性长条、第三磁性长条相同。

所述极性不同的磁性长条不相交，所述极性相同的磁性长条可以相交或不相交。

所述第一磁性长条、第二磁性长条、第三磁性长条和第四磁性长条按十字型排列。

所述十字型中心到所属第一磁性长条、第二磁性长条、第三磁性长条和第四磁性长条的最远端长度相同。

所述的磁性长条直接粘贴在模块地域上。

当磁性长条比较薄时，基本上不影响机器人的行走，或者，机器人的轮子的可以选择避开磁性长条。

所述的每个模块地域安装有磁性材料板，在磁性材料板上直接充磁形成所述的N极或S极磁性长条。

为了安装方便、充磁方便，选用磁性材料板，磁性材料板的大小可以是充满整个模块地域，也可以只占据模块地域的中心区域。

作为优选，所述的多个模块地域按矩阵排列，模块地域为方形。

本发明还公开了一种机器人行走的地标，包括所述的机器人行走的模块地标，还包括地址地标，每一个所述的模块地域配备一个不同的地址地标。

模块地标只能给出该模块地域内的位置和方向，地址地标能给出模块地域在整个地域中的准确位置。

所述的地址地标为条码、二维码、图形标记、颜色标记、大小标记或者RFID。

本发明同时还公开了一种机器人，通过设置霍尔来识别地标信息，机器人行走在所述的机器人行走的地标上，在机器人的底部安装有多个磁感应传感器和地址地标识别装置，多个磁感应传感器能采集到所述不同极性的磁性长条信号，地址地标识别装置能采集所述的地址地标，多个磁感应传感器和地址地标识别装置连接机器人控制器，机器人能根据指令及采集到的地标信息前进、后退、转向行走到目标的模块地域。

作为优选，所述的磁感应传感器为霍尔。

多个霍尔只要能采集到两条不同极性的磁性长条信号，就能确定机器人在模块地域内的位置和方向，多个霍尔的排列位置可以有多种方式，或直线、角状线、或曲线、圆形等。

所述的地址地标识别装置为摄像头或RFID读卡器。摄像头用于采集条码、二维码、图形标记、颜色标记、大小标记的信号，RFID读卡器用于采集RFID信号。

作为优选，多个所述的霍尔围成方形，所述的地址地标识别装置位于方形中心。当霍尔围成方形时，其能覆盖较大的面积，容易采集到磁性长条信号。随着机器人的行走，多个霍尔的输出信号会发生变化，从而能获得机器人的准确位置。

为了提高磁信号采集灵敏度，还包括低剩磁高导磁率材料板，所述的霍尔接近模块地域安装，低剩磁高导磁率材料板固定在霍尔上方且接近霍尔。

所述的机器人包括分拣机器人、运货卸货机器人，机器人与服务器通过无线连接，机器人在接收到指令信号后沿着预定的线路前进、后退、转向行走到目标模块地域，将卸货到格口内，最后返回装货。

本发明采用磁性长条与霍尔配合的技术方案，覆盖面积比纯二维码的技术方案要大，不受灰层、异物遮挡影响。

本发明具有结构简单、成本低、定位可靠准确、维护方便的有益效果。

附图说明

图1为本发明模块地标设置第一磁性长条和第二磁性长条的结构示意图。

图2为在图1的基础上增加第三磁性长条的结构示意图。

图3为在图2的基础上增加第四磁性长条的结构示意图。

图4为本发明模块地标极性不同的磁性长条不相交，极性相同的磁性长条相交的结构示意图。

图5为本发明机器人行走在地标上的结构示意图。

图6为本发明磁性长条、霍尔、低剩磁高导磁率材料板相关的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的说明：

如图所示，实施例1：一种机器人行走的模块地标，将机器人行走的整个地域划分成多个模块地域，在每个模块地域内设置有：

第一磁性块，其极性为用磁感应传感器能检测到的N极或S极；

第二磁性块，其极性与第一磁性块不同。

第一磁性块为第一磁性长条1，第二磁性块为第二磁性长条2。

第一磁性长条1，按Y轴方向设置；第二磁性长条2，按X轴方向设置(如图1所示)。

实施例2：在实施例1的基础上，还包括：

第三磁性长条3，按X轴方向设置，第三磁性长条3的极性与第二磁性长条2相同(如图2所示)。

实施例3，在实施例2的基础上，还包括：

第四磁性长条4，按Y轴方向设置，第四磁性长条4的极性与第二磁性长条2、第三磁性长条3相同(如图3所示)。

极性不同的磁性长条不相交，极性相同的磁性长条可以相交(如图4所示)或不相交。

第一磁性长条1、第二磁性长条2、第三磁性长条3和第四磁性长条4按十字型排列。

十字型中心到所属第一磁性长条1、第二磁性长条2、第三磁性长条3和第四磁性长条4的最远端长度相同。

磁性长条直接粘贴在模块地域上，还可以是每个模块地域安装有磁性材料板，在磁性材料板上直接充磁形成N极或S极磁性长条。

多个模块地域按矩阵排列，模块地域为方形。

一种机器人行走的地标，包括机器人行走的模块地标，还包括地址地标5，每一个模块地域配备一个不同的地址地标5(如图5所示)。

地址地标5为条码、二维码、图形标记、颜色标记、大小标记或者RFID。

一种机器人，其行走在机器人行走的地标上，在机器人的底部安装有多个磁感应传感器和地址地标识别装置，多个磁感应传感器能采集到不同极性的磁性长条信号，地址地标识别装置能采集地址地标，多个磁感应传感器和地址地标识别装置连接机器人控制器，机器人能根据指令及采集到的地标信息前进、后退、转向行走到目标的模块地域。

磁感应传感器为霍尔6，霍尔通常离开地面0.5-2厘米，非接触即可采集磁性长条的信号。霍尔在采集到N极或S极磁性信号时，将会有不同的电压输出。

地址地标识别装置为摄像头或RFID读卡器。

多个霍尔围成方形，地址地标识别装置位于方形中心(如图5所示)。

从图5中看出，在不设置第四磁性长条4和第三磁性长条3的前提下，机器人也能定位。

还包括低剩磁高导磁率材料板7，霍尔6接近模块地域安装，低剩磁高导磁率材料板7固定在霍尔6上方且接近霍尔6(如图6所示)。

机器人包括分拣机器人、运货卸货机器人，机器人与服务器通过无线连接，机器人在接收到指令信号后沿着预定的线路前进、后退、转向行走到目标模块地域装货或卸货。

Claims (15)

1.一种机器人行走的模块地标，其特征是，将机器人行走的整个地域划分成多个模块地域，在每个模块地域内设置有：

第一磁性块，其极性为霍尔(6)传感器能采集到的N极或S极；

第二磁性块，其极性为霍尔(6)传感器能采集到的且与第一磁性块不同；

所述的第一磁性块为第一磁性长条(1)，所述的第二磁性块为第二磁性长条(2)；

所述第一磁性长条(1)，按Y轴方向设置；所述第二磁性长条(2)，按X轴方向设置；

第三磁性长条(3)，按X轴方向设置，第三磁性长条(3)的极性与所述的第二磁性长条(2)相同；

第四磁性长条(4)，按Y轴方向设置，第四磁性长条(4)的极性与所述的第二磁性长条(2)、第三磁性长条(3)相同。

2.如权利要求1所述的一种机器人行走的模块地标，其特征是，所述极性不同的磁性长条不相交，所述极性相同的磁性长条可以相交或不相交。

3.如权利要求2所述的一种机器人行走的模块地标，其特征是，所述第一磁性长条(1)、第二磁性长条(2)、第三磁性长条(3)和第四磁性长条(4)按十字型排列。

4.如权利要求3所述的一种机器人行走的模块地标，其特征是，所述十字型中心到所属第一磁性长条(1)、第二磁性长条(2)、第三磁性长条(3)和第四磁性长条(4)的最远端长度相同。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种机器人行走的模块地标，其特征是，所述的磁性长条直接粘贴在模块地域上。

6.如权利要求1-4任一项所述的一种机器人行走的模块地标，其特征是，所述的每个模块地域安装有磁性材料板，在磁性材料板上直接充磁形成所述的N极或S极磁性长条。

7.如权利要求1-4任一项所述的一种机器人行走的模块地标，其特征是，所述的多个模块地域按矩阵排列，模块地域为方形。

8.一种机器人行走的地标，其特征是，包括如权利要求1-7任一项所述的机器人行走的模块地标，还包括地址地标(5)，每一个所述的模块地域配备一个不同的地址地标(5)。

9.如权利要求8所述的一种机器人行走的地标，其特征是，所述的地址地标(5)为条码、二维码、图形标记、颜色标记、大小标记或者RFID。

10.一种机器人，其行走在如权利要求8-9任一项所述的机器人行走的地标上，其特征是，在机器人的底部安装有多个磁感应传感器和地址地标识别装置，多个磁感应传感器能采集到所述不同极性的磁性长条信号，地址地标识别装置能采集所述的地址地标，多个磁感应传感器和地址地标识别装置连接机器人控制器，机器人能根据指令及采集到的地标信息前进、后退、转向行走到目标的模块地域。

11.如权利要求10所述的一种机器人，其特征是，所述的磁感应传感器为霍尔(6)。

12.如权利要求10所述的一种机器人，其特征是，所述的地址地标识别装置为摄像头或RFID读卡器。

13.如权利要求11或12所述的一种机器人，其特征是，多个所述的霍尔围成方形，所述的地址地标识别装置位于方形中心。

14.如权利要求13所述的一种机器人，其特征是，还包括低剩磁高导磁率材料板(7)，所述的霍尔(6)接近模块地域安装，低剩磁高导磁率材料板(7)固定在霍尔(6)上方且接近霍尔(6)。

15.如权利要求10所述的一种机器人，其特征是，所述的机器人包括分拣机器人、运货卸货机器人，机器人与服务器通过无线连接，机器人在接收到指令信号后沿着预定的线路前进、后退、转向行走到目标模块地域装货或卸货。