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摘要:为解决高等学校实验室设备的日常动态管理和盘点工作耗时耗力的问题,本发明提出了一种基于RFID和移动机器人技术的实验室设备无人化盘点方法,属于设备盘点管理技术领域,具体包括:通过采用机器人的路径规划实现多地点定点扫描,通过参考标签与设备标签的欧式距离相似度算法计算得到设备标签的位置信息,通过图像识别得到设备定位的直观图像,通过远程传输将设备标签信息、位置信息和图像信息发送到后台服务器,从而实现实验室设备无人化盘点。
主权项:1.一种基于RFID和移动机器人技术的实验室设备无人化盘点方法,其技术特征为:包括如下步骤:S1:对于实验室设备放置的所有实验台,在其4角上粘贴无源RFID参考标签,参考标签内ID号为特殊设定;S2:对实验室中所有设备顶上粘贴与之信息对应的无源RFID带闪灯设备标签,设备标签内ID号根据设备信息对应分配;S3:移动机器人上安装一个高度刚好超过实验台上设备,以车体前进方向为基准,水平左右转动180度和垂直上下转动30度的电控云台,将RFID阅读器和摄像头安装在云台上,RFID阅读器使用定向天线,可根据实验台上设备的高度上下调节云台以找到RFID阅读器的合适角度;S4:获取需要巡查的所有实验室所在楼层和实验室内部布局的导航地图,基于实验室所在楼层的导航地图规划移动机器人在楼层内的盘点巡查顺序路线,让其依次找到需要巡查的实验室;S5:移动机器人进入实验室后,记录下该实验室编号,基于实验室内部布局的导航地图开始移动,在内部移动路线上,顺着实验台靠过道的边沿,在实验台两端和中间位置,设置三个机器人盘点扫描位置点;S6:在进入待扫描实验台Tii范围从1到k,k为有限数对应的第一个盘点扫描位置点时,移动机器人车体方向不变,控制云台向Ti转动,使RFID阅读器天线正对着待Ti,然后读取所有标签信息,包括参考标签和设备标签,读取到的信息包括标签ID号、读取时间、信号强度RSSI、相位值;S7:按S6方法,移动机器人依次运动到Ti的第二个、第三个盘点扫描位置点,完成对应的标签读取。然后将三个盘点位得到的所有标签数据去重后,备份存入待处理表Tag,并备注每个标签数据的所有读取位置;S8:在Ti的最后一个盘点扫描位置,对S6和S7获取到的Ti实验台的三个盘点位的三组标签数据进行处理,具体地,S8包括如下步骤:S8.1:按扫描位置顺序,在每一组标签数据中,找到该实验台上的4个参考标签中信息强度RSSI最小值,组成三维向量C_m1,C_m2,C_m3;S8.2:按扫描位置顺序,在每一组标签数据中,找到该实验台上的4个参考标签的信息强度RSSI值,组成4组三维向量C_i1,C_i2,C_i3(i表示参考标签编号,范围从1到4);S8.3:按扫描位置顺序,在每一组标签数据中,找到同一个ID的设备标签在三个盘点扫描位置的RSSI值依次组成三维向量S_k1,S_k2,S_k3(k表示读取到的设备标签编号,范围为1,2,3,…k,k为有限数);S8.4:对S_k1,S_k2,S_k3和C_m1,C_m2,C_m3做欧式距离分析,得到每一个设备标签与信息强度最小参考标签的欧式距离系数,作为该设备标签的欧式距离阈值α;S8.5:对S_k1,S_k2,S_k3和C_i1,C_i2,C_i3分别做欧式距离分析,会得到4个欧式距离系数。当这4个相关性系数都大于或等于S8.4得到的α,则认为该设备i在实验台Ti范围内,将其从Tag表中清除,并记录下该设备的位置信息和id号信息,否则将设备i保留在Tag中,并设置其不在实验台Ti范围内的标识;S9:找到设备后,由RFID阅读器发送命令,触发设备标签进行闪灯,同时使用摄像头进行拍照和闪灯识别;S10:完成S9后,将实验室编号,设备id信息,位置信息,图片信息通过无线网络传送回后台服务器;S11:按S6-S10的步骤继续往Ti+1实验台的三个机器人盘点扫描位置点进行操作;进一步,在所有实验台都扫描完成后,检查待处理表Tag,要将Tag中的未放在实验台上的设备标签根据读取位置和方向,让移动机器人到扫描点,进行二次确认,触发标签闪灯,然后通过电控云台转动相机进行拍照识别。并按S9步骤上传后台服务器。
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