，天线切换控制器分别控制列选通和行选通，对天线阵列进行切换，例如如果要选择B2天线，则列多路选通开关选通B，行多路选通开关选通2，再将RFID射频芯片的天线和B2接通，利用B2天线阵列单元寻找和读取RFID标签。
[0018]请参阅图1，本发明中，RFID标签为无源RFID标签，安置于地面上，标签内容记录了该处位置信息；安装于移动机器人底座的RFID天线阵列和控制器，用于激活不同的天线阵列单元进行RFID标签的读取；
首先，在机器人工作区域地面上根据天线阵列尺寸铺设RFID标签，要求将每个地标坐标信息写入RFID标签，并且在机器人RFID天线阵列内能够至少覆盖2个RFID标签。
[0019]机器人下方安装面向地面的RFID天线阵列，其读取朝向和地面RFID标签一致。
[0020]工作时，机器人利用扫描方式依次激活RFID天线阵列单元，用于寻找地面RFID标签和读取相关标签的坐标信息。当机器人读取到RFID标签的地标信息时，就能够根据此时激活的天线阵列单元的位置和RFID地标坐标信息计算出机器人的位置。
[0021]当机器人读取到两个不同的RFID标签时，就可以根据各自对应的坐标和激活的天线阵列单元计算出机器人的位置和姿态。
[0022]请参阅图5，机器人利用扫描方式依次激活天线阵列单元A1-H8进行RFID标签寻找和读取，并且将内容进行记录;完成一轮扫描后，即可根据读取的结果进行机器人位置和姿态计算。
[0023]当机器人处于该位置时，可以扫描到如下信息: C2—(2，3)，H2—(3，4)，E4—(3，3)，G7—(4，3)，同时，由于RFID的读取范围存在一定的不确定性，例如有可能相邻天线同时扫描到一个RFID标签，例如出现B6，C6，B7，C7均扫描到(3，2)标签，C2扫描到(2，3)标签。因此利用扫描信息直接计算位置会造成计算冲突，所以利用下述算法进行计算以消除这种不确定性:
al:选取不重复的两点读取到的标签和对应的天线位置，由两点确定一条直线的规则，计算出机器人的中心位置(XI，Y1)和角度(Θ1);
a2:如果还有其他天线或标签配对，则选取另外一组组合，计算出机器人的中心位置(X2，Y2)和角度(Θ2); a3:重复上述过程，直至最后一组组合可能均被计算完成，得到机器人的中心位置(Xn，Yn)和角度(θη);
a4:最后，将所有位置和角度取平均值，得到机器人位置:
X=(X1+X2+......+Xn)/n
Y=(Y1+Y2+......+Υη)/η
Θ=(Θ1+Θ2+......+θη)/η
上述算法解决了在计算位置过程中，同一个RFID标签被多个天线阵列单元读取后引起的位置计算冲突，同时，也利用多个天线阵列单元的冗余信息更好地校正了机器人位置和姿态的计算结果，提升了定位精度。
[0024]在保证定位精度的前提下，为了更好地节约成本，在步骤Si之前，还包括对天线阵列的尺寸和密度进行选取的步骤，其中天线阵列的尺寸和密度可调，RFID标签的尺寸和密度也是可以调节的。
[0025]因此，在RFID标签铺设密度一定的情况下，机器人的定位精度主要靠RFID天线阵列的尺寸和密度决定，因此可以在定位精度和成本之间获取很高的性价比。
[0026]以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的保护范围以所附权利要求为准，其他凡其结构和原理与本发明相同或者相似的，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于RFID的机器人位置姿态确定方法，其特征在于，包括以下步骤: sI:在地面铺设RFID标签，所述RFID标签内容记录了该处的位置信息； s2:在机器人的下方安装面向地面的天线阵列，所述天线阵列上分布有若干天线阵列单元，所述天线阵列至少覆盖2个RFID标签； s3:机器人利用扫描方式依次激活天线阵列单元，用于寻找地面RFID标签和读取相关标签的坐标信息，并将内容进行记录； s4:当机器人读取到RFID标签的地标信息时，就能够根据此时激活的天线阵列单元的位置和RFID地标坐标信息计算出机器人的位置； 当机器人读取到两个不同的RFID标签时，就可以根据各自对应的坐标和激活的天线阵列单元计算出机器人的位置和姿态。2.根据权利要求1所述的机器人位置姿态确定方法，其特征在于，在步骤s4中，若相邻天线阵列单元同时扫描到一个RFID标签，则采用以下方法计算机器人的位置和姿态: al:选取不重复的两点读取到的RFID标签和对应的天线阵列单元位置，由两点确定一条直线的规则，计算出机器人的中心位置(XI，Y1)和角度(Θ1); a2:如果还有其他天线阵列单元或RFID标签配对，则选取另外一组组合，计算出机器人的中心位置(X2，Y2)和角度(Θ2); a3:重复上述过程，直至最后一组组合可能均被计算完成，得到机器人的中心位置(Xn，Yn)和角度(θη); a4:最后，将所有位置和角度取平均值，得到机器人位置， X=(X1+X2+......+Xn)/n Y=(Y1+Y2+......+Υη)/η Θ=(Θ1+Θ2+......+θη)/η。3.根据权利要求1所述的机器人位置姿态确定方法，其特征在于，在步骤Si之前，还包括对天线阵列的尺寸和密度进行选取的步骤，所述天线阵列的尺寸和密度可调，所述RFID标签的尺寸和密度也是可以调节的。4.根据权利要求3所述的机器人位置姿态确定方法，其特征在于，在RFID标签铺设密度一定的情况下，机器人的定位精度主要由天线阵列的尺寸和密度决定。
【专利摘要】本发明涉及一种基于RFID的机器人位置姿态确定方法，包括以下步骤：s1：在地面铺设RFID标签；s2：在机器人的下方安装面向地面的天线阵列；s3：机器人利用扫描方式依次激活天线阵列单元，用于寻找地面RFID标签和读取相关标签的坐标信息，并将内容进行记录；s4：当机器人读取到RFID标签的地标信息时，就能够根据此时激活的天线阵列单元的位置和RFID地标坐标信息计算出机器人的位置；当机器人读取到两个不同的RFID标签时，就可以根据各自对应的坐标和激活的天线阵列单元计算出机器人的位置和姿态。本发明能够实现可靠的机器人室内位置和姿态确定，对于RFID标签地标的密度要求不高，因此可以极大减低本发明的实施成本。
【IPC分类】G01S5/02, G01C21/00
【公开号】CN105652238
【申请号】
【发明人】朱阳
【申请人】深圳思瑞普科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月17日