一种运送机器人定位与任务管理方法及装置与流程

本发明属于运送机器人状态监管和控制技术领域，特别涉及一种运送机器人定位与任务管理方法及装置。

背景技术：

运送机器人的任务大多是在室内进行一系列的具有重复性、规律性的运行和运作。带有服务性的运送机器人除了要具有规律性之外，还必须具有一定的灵活性，比如对任务节点的不同状况进行不同方式的运行等，因此运送机器人的定位和机器人的任务情况汇报是服务型运送机器人整体运行的基础。

现在机器人的定位系统大多是采用无线、超声波或者激光雷达定位。例如公开号为CN105865449A的激光和视觉混合定位方法，这样的定位方法其价格比较昂贵，整体运作布局较为复杂。同时无线和超声波系统的现场安装和调试也都是十分不便的。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种运送机器人定位与任务管理方法，能够对运送机器人进行实时的位置和任务完成情况的监控。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述方法的运送机器人定位与任务管理装置，能够对运送机器人进行实时的位置和任务完成情况的监控。

一种运送机器人定位与任务管理方法，包括以下步骤：

S1：在运送机器人运行轨道路线上布置RFID地标，采集RFID标签信息和对应的位置信息并传输到上位机；

S2：上位机通过Xbee将采集的RFID标签信息和对应的位置信息传输给运送机器人；

S3：运送机器人将上位机传输的RFID标签信息以及对应位置信息固化于控制芯片的储存空间完成初始化；

S4：运送机器人根据初始化的路径运行，通过高频RFID读卡器读取RFID标签，并且通过Xbee将位置信息发送给上位机；

S5：上位机接收运送机器人发送的位置信息，监控运送机器人的运作状态。

优选的，若上位机根据送机器人发送的位置信息判断任务完成则重新分配任务，指定机器人到达下一个任务点。

优选的，若布置场地RFID标签有交叉的情况发生，则上位机通过地图规划算法，进行最短路径规划并且传送给运送机器人。

具体的，最短路径规划的步骤是：先判断目标位置的坐标在不在交叉节点上面，不在就先判断是不是在横轴方面有节点，如果有就找出右边第一个节点，并且用动态数组记录1，再找处于第一个节点的竖轴方向最上面的节点，作为第二个节点，找出第一个节点到第二个节点经过的节点数目a，在1后面添加a个0，再加上一个1；预设运送机器人位置节点横坐标为0，如果第二个节点的横坐标不等于0，则重复上述操作，如果等于0，则查询目前节点距离运送机器人的节点数，如果有b个，在1后面添加b个0；将所得到的数组翻转，完成路径规划；运送机器人在运送时遇到交叉节点，就会读取上位机传送过来的路径规划信息，读取到1信息就向左转，读取到0信息就直走。

一种基于上述方法的运送机器人定位与任务管理装置，包括若干个RFID标签、运送机器人和上位机，运送机器人包括第一XBee模块、高频RFID读取器和主控芯片，上位机包括第二XBee模块和任务规划模块，第二XBee模块可与第一XBee模块进行通讯。

优选的，所述高频RFID读取器为UART输出接口的、读取16进制RFID卡的ID号号的射频读取器。

优选的，所述第一和第二XBee模块采用Xbee Pro S2B或者其他具有相同功能的wifi模块。

优选的，若干个RFID标签要求能够覆盖运送机器人运行的所有路径。

优选的，所述RFID标签为13.56MHz的RFID卡。

优选的，所述上位机工作于windows环境。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明上位机通过XBee将RFID标签位置发送给运送机器人，运送机器人可以识别不同位置的RFID并且将物品运送到指定的位置，同时，上位机也可以根据运送机器人回传的信息，对运行机器人进行实时的位置和任务完成情况的监控。通过这样的运作流程，能够实时更新运送机器人的状态，保持运送机器人高效率运行。并且本发明的装置安装简单方便，能够有效克服无线、超声波、激光雷达定位的现场布置、调试困难问题。

附图说明

图1是实施例方法的流程图；

图2是实施例装置的结构图；

图3是实施例路径规划的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

一种运送机器人定位与任务管理方法，具体信息传递方式如图1所示。

具体步骤如下：

S1：在运送机器人运行轨道路线上布置RFID地标，采集RFID标签信息和对应的位置信息并传输到上位机；

S2：上位机通过Xbee将采集的RFID标签信息和对应的位置信息传输给运送机器人；

S3：运送机器人将上位机传输的RFID标签信息以及对应位置信息固化于控制芯片的储存空间完成初始化；

S4：运送机器人根据初始化的路径运行，通过高频RFID读卡器读取RFID标签，并且通过Xbee将位置信息发送给上位机，实时更新位置信息和任务信息(运输到达指定位置，就可以算是完成一个任务)；

S5：上位机接收运送机器人发送的位置信息和任务信息，监控运送机器人的运作状态，并且及时更新任务；若运送机器人任务完成则重新分配任务，进行路径初始化，指定机器人到达下一个任务点，使得运送机器人运作更加有效率。

运送机器人的初始化是将所有RFID标签信息和对应位置信息进行固化，路径初始化是将运送机器人需要完成的任务而要走过的路径进行初始化。

如图2所示，一种基于上述方法的运送机器人定位与任务管理装置，包括若干个RFID标签、运送机器人和上位机。

若干个RFID标签要求能够覆盖运送机器人运行的所有路径。本实施例采用13.56MHz的FM1108芯片或者其他工作于13.56MHZ的RFID标签。此标签用于为运送机器人提供相对应的位置信息，方便运送机器人日常运作对位置的探寻。

其中运送机器人包括第一XBee模块、高频RFID读取器和主控芯片。所述高频RFID读取器为UART输出接口的、读取16进制RFID卡的ID号的射频读取器。

上位机包括第二XBee模块和任务规划模块。上位机采用电脑软件运行，工作于window工作环境。

每个机器人都有XBee模块用于和带有XBee模块的上位机通讯，本实施例XBee采用的是Xbee Pro S2B，或者其他具有相同功能的wifi模块。同时每个机器人都有高频RFID读取器用于对RFID地标的读取。

在运送机器人轨道铺设的时候，上位机可以通过Xbee将准备铺设的RFID地标编号和对应的位置信息传输给运送机器人，当运送机器人初始化的时候，可以接收这样的RFID地标编号和对应的位置信息并且固化在芯片的储存模块里，然后就可以完成运送机器人轨道铺设的软件部分的初始化。

上位机可以在运送机器人运输期间，途径预先初始化的轨道时，读取RFID标签，通过Xbee模块将机器人的位置信息在上位机进行更新；在运送机器人完成某项任务的时候，机器人同样可以通过Xbee发送任务完成的反馈信息。

同时，上位机同样可以通过Xbee向运送机器人发送任务调度信息，使得运送机器人的制作更为简便和提高运送机器人的工作效率。

当出现现场RFID布置出现交叉的情况，即机器人在运送时遇到十字路口，就会读取上位机传送过来的路径规划信息，读取到1字节信息就向左转，读取到0信息就直走。其中可用的存储行走路线信息有5个字节，每一个字节可以有8个位，每个位控制左转或直走。因此，每个条码能够储存多达40个节点处理信息。如果40个节点不够，后台管理系统可以换成13位的条码，存储的节点处理信息高达80个。

例如进行从厨房到指定餐桌的地图规划，地图规划算法是先判断目标餐桌位置的坐标在不在节点上面，不在就先判断是不是在横轴方面有节点，如果有就找出右边第一个节点，并且用动态数组n[]记录1，再找处于第一个节点的竖轴方向最上面的节点位置(第二个节点)，找出第二个节点之后先将经过的节点数目a找出，在1后面添加a个0，再加上一个1；如果第二个节点的横坐标不等于0(预设厨房横坐标为0)，则重复上述操作，如果等于0，则查询目前节点距离厨房的节点，如果有b个，在1后面添加b个0。将所得到的数组翻转，这样送菜到指定餐桌的路线就构建完成。如图3，送餐的机器人根据路径规划信息便会选择在1、2、6、12、13、9点直走，在3、11、14点左转，使得整个路径行走简洁、行程更短。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。