[实用新型]一种适用于移动机器人的边界识别系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种边界识别系统，尤其是涉及一种适用于移动机器人的边界识别系统。

背景技术

目前，移动机器人通过各种传感器检测或推算边界信息，从而达到控制自身在规定范围内活动的效果。一种现有的适用于移动机器人的边界识别系统，其首先用通电电缆包围整个工作区域，然后移动机器人通过探测通电电缆所形成的磁场来推算边界信息，此种边界识别系统需在不同区域埋设通电电缆并增设电源，系统结构复杂，导致整个系统运行起来困难；另一种现有的适用于移动机器人的边界识别系统，预先在边界放置与周边环境色差较大的标示物，然后移动机器人通过光学传感器检测边界，此种边界识别系统的算法复杂，且易出现识别错误的情况；又一种现有的适用于移动机器人的边界识别系统采用定位传感器，如GPS、超声波、视觉导航系统等确定机器人的位置，从而确定边界，此种边界识别系统的设备复杂、成本较高，且往往难以达到精确定位的效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、运行方便，且识别精度高的适用于移动机器人的边界识别系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种适用于移动机器人的边界识别系统，其特征在于：包括设置于地面上的多个永磁体以及设置于移动机器人上的单片机、第一识别单元和第二识别单元，多个所述的永磁体构成移动机器人的工作区域的边界，所述的单片机集成有多个模数转换器，所述的第一识别单元和所述的第二识别单元均由多支用于识别移动机器人的工作区域的边界的分支电路组成，所述的第一识别单元中的分支电路与所述的第二识别单元中的分支电路呈对称分布，每支所述的分支电路采集所有的所述的永磁体产生的磁场信号，每支所述的分支电路的输出端对应与一个所述的模数转换器的输入端连接，每支所述的分支电路的输出端传输模拟电压信号给对应的所述的模数转换器，所述的单片机检测所有所述的模数转换器输出的数字电压信号并根据检测到的所有数字电压信号识别移动机器人的工作区域的边界。

所述的分支电路由霍尔传感器、第一分压电阻和第二分压电阻组成，所述的霍尔传感器采集所有的所述的永磁体产生的磁场信号，所述的霍尔传感器的输出端与所述的第一分压电阻的一端连接，所述的第一分压电阻的另一端与所述的第二分压电阻的一端连接，所述的第一分压电阻的另一端与所述的第二分压电阻的一端的公共连接端为所述的分支电路的输出端与对应的所述的模数转换器的输入端连接，所述的第二分压电阻的另一端接地。

所有所述的永磁体呈结构相同的长方体，每个所述的永磁体的下表面与地面接触，每个所述的永磁体的充磁方向为自上表面至下表面的方向或自下表面至上表面的方向。 

所有所述的永磁体以所述的永磁体的下表面的长度的方向为基准排成一行，相邻两个所述的永磁体之间的间距为所述的永磁体的下表面的长度。

所述的第一识别单元中最靠近所述的第二识别单元的霍尔传感器与所述的第二识别单元中最靠近所述的第一识别单元的霍尔传感器之间的间距为所述的永磁体的下表面的长度的两倍，所述的第一识别单元中相邻两个所述的霍尔传感器之间的间距为所述的永磁体的下表面的长度的一半，所述的第二识别单元中相邻两个所述的霍尔传感器之间的间距为所述的永磁体的下表面的长度的一半。 

所述的霍尔传感器具有一个呈长方体的传感器探头，所述的传感器探头的探测面与所述的永磁体的上表面平行，所述的传感器探头的探测面相对于地面的高度比所述的永磁体的上表面相对于地面的高度高1mm。 

所述的霍尔传感器为线性霍尔传感器。

所述的永磁体为钕铁硼磁体。 

所述的单片机的型号为C8051F020。 

所述的第一分压电阻的阻值与所述的第二分压电阻的阻值相等。 

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

1）首先在地面上安置由永磁体构成的移动机器人的工作区域的边界，然后在移动机器人上安置单片机以及具有多支分支电路的第一识别单元、第二识别单元，每支分支电路采集所有的永磁体产生的磁场信号并输出为电压信号，该电压信号再输入到模数转换器，单片机根据检测到的任意一个模数转换器采集到的电压信号准确判断移动机器人是否超出边界，由于安置的单片机集成有多个模数转换器，所以不需要增设外部的模数转换器，从而使本实用新型的结构简单；同时，通过单片机内部的中央处理器能检测到的模数转换器输出的数字电压信号，可准确保证移动机器人的工作范围，且识别精度高。

2）由于第一识别单元中的霍尔传感器与第二识别单元中的霍尔传感器呈对称分布，因此使得移动机器人能有效地检测到其工作区域的边界，且所需的霍尔传感器的数量少，简化了系统的整体结构。