[发明专利]交互式机器人运动轨道编码系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人运动系统，具体涉及交互式机器人运动轨道编码系统。

背景技术

当前智能车定位技术一般采用二维码或者NFC标签，这些方案虽然也稳定、便宜，但是 对于低成本玩具车来说，还是偏高了，二维码读码器和NFC读卡器的价格并不便宜。并且在 维护和改造的过程中，NFC标签或者二维码所代表的内容并不能很直接的一目了然的看出来。 在玩具车或者低成本智能车定位的应用中，传统技术既不能满足作为幼儿玩具的直观可见性， 又不能满足足够低廉的成本。

针对在在玩具车或者低成本智能车定位的应用中的上述问题，本发明使用巡线小车本身 固有的巡线传感器，读取巡线跑道上的黑白线数值，实现编码，智能车可以根据读到的编码， 获取命令。不需要额外购置二维码读码器和NFC读卡器，极大降低智能车作为一个儿童玩具 所需要的成本，并且编码都是外在可见的，对于儿童玩具来说，可以增加趣味性，对于低成 本智能车定位来说，在环境改造时，每个编码的含义是直观可见的，方便改造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有颜色传感器安装到机器人的底部形成传感器阵列，可 以感知轨道与轨道上的编码，使机器人在运动的时候，可以获得轨道上的编码信息，从而对 机器人的运动形成反馈控制。

本发明通过下述技术方案实现：

交互式机器人运动轨道编码系统，包括机器人小车和巡线轨道，巡线轨道上有与机器人 交互的编码；

机器人：接收颜色传感器发送的颜色信息，根据颜色信息进行运动；

颜色传感阵列：由多个颜色传感器构成的颜色传感器阵列；

轨道：由黑色颜色带在白色底上形成的供机器人运动的轨道；

轨道编码：使用黑白相间的色带形成的轨道编码。

本方案利用颜色传感阵列中的部分颜色传感器，实现机器人小车的巡线运动。在机器人 巡线运动的基础上，巡线传感器左右的编码读取传感器可以获得编码上黑白色带的颜色值。 编码的方式是使用曼切斯特编码：高电平＝黑色、低电平＝白色。这种方法有个缺点，机器人 小车在轨道上运行的时候，必须有能力区分T与T/2的问题，机器人小车匀速通过一个长度 为L的轨道编码的时间为T，这个要求机器人匀速运动。在轨道编码中，每一位数据的中间 有一颜色跳变，位中间的跳变既作同步信号，又作数据信号；从白色到黑色跳变表示1，从 黑色到白色跳变表示0，在轨道编码中，颜色的跳变即代表了数据信号，也代表了同步信号。 因此，假设轨道编码的长度为L，本发明中，要求机器人小车匀速通过长度为L的轨道编码 的时间误差必须小于T/2，本发明才能正确工作。由于现有的机器人小车可以采用带有速度反 馈的减速电机，或者通过控制电机的速度，因此这个要求是易于满足的。

所述轨道，可以使用在白色的纸张或者塑料布上通过打印、印刷黑色的色带来实现。

所述轨道编码，可以在所述轨道左右印刷黑白色带来实现。黑白色带的宽度使所述颜色 传感器的左右两侧的读取编码传感器真好位于轨道编码色带正中。假设机器人小车的运行速 度为S，那么所述轨道编码色带的长度为：S*T。

轨道与轨道编码都采用印刷来实现，便于机器人小车在巡线应用中降低成本，提高普及 度，有利于本系统的推广。

所述轨道编码的宽度可以大于所述读取轨道编码传感器的间距，这样可以更好地确保所 述轨道编码读取传感器位于轨道编码的投影区域内。

所述轨道左右的两侧的所述轨道编码，在实际使用中，可以使机器人读取单边或者双边 的轨道编码，这样可以获得一组或者多组信息。

所述轨道左右的轨道编码，在轨道一侧，可以有1组或者多组。如果在轨道一侧具有多 组所述轨道编码，那么相应地在颜色传感器阵列中，应该有所述多个轨道编码读取颜色传感 器与所述一组轨道编码对应。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明交互式机器人运动轨道编码系统，不需要其它传感器，使用了机器人小车巡线 使用的颜色传感器来读取在轨道两侧的轨道编码，减少了传感器种类，轨道制作简单，降低 了成本。

2、本发明交互式机器人运动轨道编码系统，可以通过印刷来实现丰富多彩的机器人写巡 线轨道与附属的轨道编码，可以与机器人小车形成信息交互，比单纯的机器人小车巡线应用 系统来说，更具有丰富的变化性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明实施例的限定。在附图中：