专利名称：自主移动设备精确定位导航系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自主导航装置，尤其是涉及一种自主移动设备的精确导航系统。
背景技术：
智能化的自主移动设备比如机器人，在移动的过程中需要自主定位、导航。特别是服务家庭、厂房的室内机器人的精确导航是一个难题。目前常见的导航方式有循线导航，即通过在地面设置导引线，通过光、磁、电场等方式的传感器来感应引导线而实现导航，缺点是使用这种技术的设备只能沿着线走，缺少灵活性；另外一种导航方式是惯性导航，通过陀螺仪和电子罗盘来实现导航，缺点是存在误差累积；还有一种导航方式是通过图像识别、图像匹配导航，此种方式对图像处理的器件和程序要求高，而且成本较高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种性能稳定、工作效率高、成本低的自主移动设备精确定位导航系统。本发明是通过以下技术方案来实现的
一种自主移动设备精确导航系统，其特征在于，包括用于RFID发射和红外发射的RFID 和红外发射装置、用于接收所述的RFID和红外发射装置发射的RFID和红外信号的RFID和红外接收装置，所述的RFID和红外接收装置设置在自主移动设备中，而所述的RFID和红外发射装置则设置在定位点，且所述的RFID和红外发射装置与RFID和红外接收装置的距离小于200m。所述的RFID和红外发射装置包括壳体；设置在壳体外部的RFID和红外启闭开关， 用于开启或关闭RFID发射和红外发射，以及调节发射功率的大�。簧柚迷诳翘迥诓康牡绯睾泻陀糜谇疪FID和红外发射的第一电路板；以及设置在第一电路板上的RFID发射装置和红外发射装置，所述的RFID和红外启闭开关和电池盒均与第一电路板连接。进一步，所述的RFID和红外发射装置的个数与定位点的个数一致，且各个RFID和红外发射装置需要有不同的编号。而所述的红外发射装置包含有多个红外信号源，可以同时向不同方向发射不同的编码。所述的RFID和红外接收装置包括RFID接收装置、红外接收装置和用于处理接收信号的第二电路板，所述的RFID接收装置和红外接收装置设置在第二电路板上，且与所述的第二电路板连通，而所述的第二电路板设置在自主移动设备的壳体内，且与自主移动设备的控制系统连通，第二电路板主要用于将RFID接收装置或红外接收装置接收到的信号进行处理、融合并进行计算切换RFID接收装置或红外接收装置的工作范围，即第二电路板可以计算信号强度，并根据信号强度计算自主移动设备的移动方向。本发明的有益效果是本发明弥补了传统的单一的红外装置定位距离近，不易实施的弱点，本发明通过采用RFID和红外融合进行快速精确定位，使得本发明结构简单，数据精确，处理速度快，硬件要求低，成本低廉，由于没有旋转零件，所以可靠性高，在覆盖范围内自主移动设备可以自由活动并精确地定位导航。
图1为本发明一实施例的结构示意图2为本发明所述的RFID和红外发射装置结构示意图； 图3为本发明所述的RFID和红外发射装置的分体结构示意图； 图4为本发明所述的RFID和红外接收装置的分体结构示意图。图中主要附图标记含义为
10、RFID和红外发射装置20、RFID和红外接收装置
11、壳体12、电池盒13、第一电路板 14、RFID和红外启闭开关 21、RFID接收装置22、红外接收装置 23、第二电路板 24、自主移动设备的壳体。
具体实施例方式下面将结合附图，详细说明本发明的
具体实施例方式
图1为本发明一实施例的结构示意图。如图1所示自主移动设备精确导航系统，包括用于RFID发射和红外发射的RFID 和红外发射装置10、用于接收所述的RFID和红外发射装置10发射的RFID和红外信号的 RFID和红外接收装置20，所述的RFID和红外接收装置20设置在自主移动设备中，而所述的RFID和红外发射装置10则设置在定位点，且所述的RFID和红外发射装置10与RFID和红外接收装置20的距离小于200m。此外，所述的RFID和红外发射装置10的个数与定位点的个数一致，且各个RFID 和红外发射装置10还需要有不同的编号，在本实施例中，所述的RFID和红外发射装置10 的个数为三个。图2为本发明所述的RFID和红外发射装置结构示意图；图3为本发明所述的RFID 和红外发射装置的分体结构示意图。如图2和图3所示所述的RFID和红外发射装置10包括壳体11 ；设置在壳体11 外部的RFID和红外启闭开关14，用于开启或关闭RFID发射和红外发射，以及调节发射功率的大�。簧柚迷诳翘�11内部的电池盒12和用于驱动RFID和红外发射的第一电路板13， 以及设置在第一电路板13上的RFID发射装置和红外发射装置(图中未具体示出)，所述的 RFID和红外启闭开关14和电池盒12均与第一电路板13连接，所述的RFID和红外启闭开关14和电池盒12均与第一电路板13连接。进一步，所述的红外发射装置包含有多个红外信号源，可以同时向不同方向发射不同的编码。图4为本发明所述的RFID和红外接收装置的分体结构示意图。如图4所示所述的RFID和红外接收装置20包括RFID接收装置21、红外接收装置22和用于处理接收信号的第二电路板23，所述的RFID接收装置21和红外接收装置22 设置在第二电路板23上，且与所述的第二电路板23连通，而所述的第二电路板23设置在自主移动设备的壳体M内，且与自主移动设备的控制系统连通，第二电路板23主要用于将 RFID接收装置21或红外接收装置22接收到的信号进行处理、融合并进行计算切换RFID接收装置21或红外接收装置22的工作范围，即第二电路板23可以计算信号强度，并根据信号强度计算自主移动设备的移动方向。本发明的工作过程为设置在自主移动设备上的RFID和红外接收装置20接收来自所述RFID和红外发射装置10发射的信号；当RFID和红外发射装置10和RFID和红外接收装置20之间的距离大于红外接收装置22的接收范围时，通过接收RFID发射装置发射的信号并根据信号强度定位法(SSR)进行定位，SSR主要是利用接收到的RFID信号强度进行定位的方法，在SSR定位中，首先建立RFID信号强度在信道内的衰减模型，之后才能根据衰减模型计算出与RFID发射装置的距离，进而进行定位。也就是根据目标RFID的信号强弱进行方向选择，沿着RFID信号增强的方向移动，距离RFID和红外接收装置20在红外接收范围内时，采用红外接收装置22，采用红外编码对准，即根据不同角度红外发射装置发射的编码，进行筛选，直到和要配合的编码匹配，才能精确达到RFID和红外发射装置10。在具体的实施例中，所述的RFID和红外发射装置10的数量为三个，但是RFID和红外发射装置10的数量并不局限于三个，而是与定位点的个数一致，即本系统可以定位空间里的若干个点，当然，本发明也可以使用多个RFID和红外接收装置20，即本系统可以供多个自主移动装置同时进行定位。本发明弥补了传统的单一的红外装置定位距离近，不易实施的弱点，本发明通过采用RFID和红外融合进行快速精确定位，使得本发明结构简单，数据精确，处理速度快，硬件要求低，成本低廉，由于没有旋转零件，所以可靠性高，在覆盖范围内自主移动设备可以自由活动并精确地定位导航。以上具体的实施例对本发明的实施方式进行了阐述，该阐述没有局限性，附图中所示的也只是本发明的基本实施方式，实际的结构并不局限于此，所以，如果本领域的技术人员或研究人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它类似拓扑结构、其它类似传动结构，或者只是改变杆件尺寸，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构形式，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种自主移动设备精确定位导航系统，其特征在于，包括RFID和红外发射装置、RFID和红外接收装置，所述的RFID和红外接收装置设置在自主移动设备中，而所述的RFID和红外发射装置则设置在定位点，且所述的RFID和红外发射装置与RFID和红外接收装置的距离小于200m。
2.根据权利要求1所述的自主移动设备精确定位导航系统，其特征在于，所述的RFID和红外发射装置包括壳体；设置在壳体外部的RFID和红外启闭开关；设置在壳体内部的电池盒和用于驱动RFID和红外发射的第一电路板；以及设置在第一电路板上的RFID发射装置和红外发射装置，所述的RFID和红外启闭开关和电池盒均与第一电路板连接。
3.根据权利要求1或2所述的自主移动设备精确定位导航系统，其特征在于，所述的RFID和红外发射装置的个数与定位点的个数一致。
4.根据权利要求1所述的自主移动设备精确定位导航系统，其特征在于，所述的红外发射装置包含有多个红外信号源。
5.根据权利要求1所述的自主移动设备精确定位导航系统，其特征在于，所述的RFID和红外接收装置包括RFID接收装置、红外接收装置和用于处理接收信号的第二电路板，所述的RFID接收装置和红外接收装置设置在第二电路板上，且与所述的第二电路板连通，而所述的第二电路板设置在自主移动设备的壳体内，且与自主移动设备的控制系统连通。
全文摘要
本发明公开一种自主移动设备精确定位导航系统，其特征在于，包括RFID和红外发射装置、RFID和红外接收装置，所述的RFID和红外接收装置设置在自主移动设备中，而所述的RFID和红外发射装置则设置在定位点，且所述的RFID和红外发射装置与RFID和红外接收装置的距离小于200m。本发明弥补了传统的单一的红外装置定位距离近，不易实施的弱点，本发明通过采用RFID和红外融合进行快速精确定位，使得本发明结构简单，数据精确，处理速度快，硬件要求低，成本低廉，由于没有旋转零件，所以可靠性高，在覆盖范围内自主移动设备可以自由活动并精确地定位导航。
文档编号G01S5/00GK102565757SQ20121004011
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者袁荣炎, 许方 申请人:昆山塔米机器人有限公司
专业数控铣床产品供应商
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