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。
技术实现要素:
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。