RFID技术在机器人室内定位中的应用
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－
１引 言
现如 今，越来越 多的机器人被应用 到人们 的生 活生产 中 去，诸如清 洁机器人 、安 防机器人等 。绝 大多数机器人 都工 作在室 内，在 他们执行任 务时，往往会 由操作员给 定一个路 径 ，机器人 会按照该路径 来行驶到指 定位置 。但行驶 过程 中 各种不可测 的因素都 会影响实 际的路 线。故如何保证 机器人 能够 按照给定路径行驶的 问题就被提 出了。
２ ０ １ ２年 ，中国电子 白板市场发展取得里程 碑式增长 。根 据 中 国市场调研 中心 ２ ０ １ ３年 １月发布 的 ｛ ２ ０ １ ２年度 电子 白
１ ０ ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ．ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ４ ． ０ ３ ７
Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ技术在机器人室内定位中的应用
◆李辰迪 王艳 新
－＿ 一 ～ 。… 一
摘 要 介 绍一种 辅 助 家用机 器人在 室 内确 定所 处位 置 的 方案 。 方案 构 思是在 地 面上铺 设 电子标 签 坐标 网络 ，通过 安装 在机 器人 身上 的 ＲＦ Ｉ Ｄ（ 无 线射 频 ）￣ ３ ５ ， １ 装 置 感应 标 签信 息 ，进 而得 到对
由 于 工 作 在 室 内 ， 常 用 的户 外 Ｇ Ｐ Ｓ定 位 系 统 无 法 工 作 。 继 而 ， 需要 设 计 一 种 能够 帮 助 机 器 人 进 行 室 内定 位 的 系 统 。
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置 点
图 １ 电子 标签 网络 示 意 图
本 文介绍 的一种 室内定位方案采用 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ（ 射频 识别 ）技术 ， 通 过组建物 理坐标 网络为 机器人提供 可靠 的地理位置 信息 。 该 方案 成本 低，实施 容易，可靠性 高，具有较大 的实用价值 。
＊
◆ 胡征 兵
范 然
摘 要Ｐ Ｇ Ｐ 电 子 双板 教学 平台 是在充 分 整合 传统黑 板 和现 代交 １ 研 究背景
互式电子 白板优势的基础上设计开发的教 学平台。主要研 究双板 平 台在课堂教学中的应用情况，并提 出思考和建议。
关键 词 Ｐ ＧＰ电子 双板教 学平 台；Ｉ Ｆ Ｉ Ａ Ｓ ；课 堂师生 互动 中 图分 类号 ：Ｇ ４ ３ ４ 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章编 号 ：１ ６ ７ １ － ４ ８ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ０ ３ ８ — ０ ３
作者 ：李 辰 迪 ，上海 工程技 术 大学 材料 工程 学 院在读 本科 生 ，担任 国家 级大 学生 创新 创业 训练 计划 项 目 《 智 能安 防机器 人设 计与 制作 》 项 目负 责人 ；王 艳新 ，上 海工 程技 术大 学工 程实 训 中心副 教授 ，担 任项 目指 导老 师 （ ２ ０ １ ６ ２ ０ ）。
在平滑地面 上 （ 如 大 理 石 、 瓷 砖 、 实 木 等 ） 。标 签 正 面 有 塑
器人便 能够辨 别所处的方位。
方案 示意如 图 １ 所示 ，建立二 维直角 坐标系 Ｘ Ｏ Ｙ ，蓝 色 圆 点为 电子 标签 。 假设左下角为原点 ， 则该标签定义为 （ ０ ， ０ ） 。
料保护层 ，可 以隔绝水和油 的污染，并保护 内部 芯片免受 日 常摩 擦损耗。
识 别 器 可 以安 装 在 机 器 人 的底
设步长均为 １ ，则 可定义坐标系上任 意标签 的坐标 （ ｘ ，ｙ ）。 每 当机 器人运动 到某个标签 的上方时 ，便可获 得一个坐标信 息 ；收集到两个 坐标信息后 ，便可计算 出运 动大致方 向；或 者通过指南针传感器辨别 下一刻路径方 向。
２方案构思
本方 案 的灵感源 自于公共场 所地面 上铺设 的盲道——盲
３ ． ２ 硬 件 安 装
图 ２ 电子标签和识别器
人 能够通过 感触盲道 上的凸点来辨别 路径 ，与之类似 ，通过
有 规则地铺 设机器 人的 “ 盲 道 ” —— 电子 标 签 坐 标 网络 ，机
由于 使用 的电子标 签背部有不干胶 ，故 能够 方便地粘贴
盘 上，如果 识别距离 允许或者底盘
比较低 ，推荐安装在机器人外壳 内，
以保 护识 别器 。
３ ． ３ 软件 方案
为 了适 应 不 同工 作 环 境 下 和 不
３方 案 实现
３ ． １硬件方案 目前 市面上 与 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ相关 的设 备有 很多 ，应 用广 泛 ，技 术成熟 ，成本较 低的有 Ｍ Ｆ Ｒ Ｃ ５ ２ ２芯 片的方案 ，和 与之配套 的 Ｉ Ｓ Ｏ １ ４ ４ ４ ３ Ａ 、Ｍ Ｉ Ｆ Ａ Ｒ Ｅ系 列 标签 。硬 件 实 物 如 图 ２所示 。 圆 形标签 直径 约为 ２ ５ ｍ ｉ ｌ ｌ ，厚 度约为 ０ ． ８唧 ，识别器尺 寸为 ５ ０
ｍ ｍ× ３ ０ ｍ ｍ
同性 能 的机器 人，设计两套 软件方
案。
方案一 ，机 器人 内置 一个数据
库 ， 主 要 记 录 不 同 电子 标 签 的 序 列
号和 与其对应 的坐标信 息。机器人
通 过 读 取 标 签 序 列 号 来 获 取 坐 标 信 图 ３ 方案一程序流程图
２ ０ １ ３ 年８ 月 下 第２ ４ 期 （ 总第 ３ Ｉ ８ 期）
中国教 育技 术装备 ／ ｊ ．ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ４ ０ ３ ８
基于视频分析的 Ｐ Ｇ Ｐ电子双板平台 课堂教学应用研究
应 的 地 理 位 置 坐标 。
Ｌ
关键 词 ＲＦ Ｉ Ｄ 无线射 频技 术 ；机 器人 ；室 内定位 ；单 片机
－
中图 分类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章 编号 ：１ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ０ ３ ７ — ０ ２
１引 言
现如 今，越来越 多的机器人被应用 到人们 的生 活生产 中 去，诸如清 洁机器人 、安 防机器人等 。绝 大多数机器人 都工 作在室 内，在 他们执行任 务时，往往会 由操作员给 定一个路 径 ，机器人 会按照该路径 来行驶到指 定位置 。但行驶 过程 中 各种不可测 的因素都 会影响实 际的路 线。故如何保证 机器人 能够 按照给定路径行驶的 问题就被提 出了。
２ ０ １ ２年 ，中国电子 白板市场发展取得里程 碑式增长 。根 据 中 国市场调研 中心 ２ ０ １ ３年 １月发布 的 ｛ ２ ０ １ ２年度 电子 白
１ ０ ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ．ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ４ ． ０ ３ ７
Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ技术在机器人室内定位中的应用
◆李辰迪 王艳 新
－＿ 一 ～ 。… 一
摘 要 介 绍一种 辅 助 家用机 器人在 室 内确 定所 处位 置 的 方案 。 方案 构 思是在 地 面上铺 设 电子标 签 坐标 网络 ，通过 安装 在机 器人 身上 的 ＲＦ Ｉ Ｄ（ 无 线射 频 ）￣ ３ ５ ， １ 装 置 感应 标 签信 息 ，进 而得 到对
由 于 工 作 在 室 内 ， 常 用 的户 外 Ｇ Ｐ Ｓ定 位 系 统 无 法 工 作 。 继 而 ， 需要 设 计 一 种 能够 帮 助 机 器 人 进 行 室 内定 位 的 系 统 。
爨慷
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置 点
图 １ 电子 标签 网络 示 意 图
本 文介绍 的一种 室内定位方案采用 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ（ 射频 识别 ）技术 ， 通 过组建物 理坐标 网络为 机器人提供 可靠 的地理位置 信息 。 该 方案 成本 低，实施 容易，可靠性 高，具有较大 的实用价值 。
＊
◆ 胡征 兵
范 然
摘 要Ｐ Ｇ Ｐ 电 子 双板 教学 平台 是在充 分 整合 传统黑 板 和现 代交 １ 研 究背景
互式电子 白板优势的基础上设计开发的教 学平台。主要研 究双板 平 台在课堂教学中的应用情况，并提 出思考和建议。
关键 词 Ｐ ＧＰ电子 双板教 学平 台；Ｉ Ｆ Ｉ Ａ Ｓ ；课 堂师生 互动 中 图分 类号 ：Ｇ ４ ３ ４ 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章编 号 ：１ ６ ７ １ － ４ ８ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ０ ３ ８ — ０ ３
作者 ：李 辰 迪 ，上海 工程技 术 大学 材料 工程 学 院在读 本科 生 ，担任 国家 级大 学生 创新 创业 训练 计划 项 目 《 智 能安 防机器 人设 计与 制作 》 项 目负 责人 ；王 艳新 ，上 海工 程技 术大 学工 程实 训 中心副 教授 ，担 任项 目指 导老 师 （ ２ ０ １ ６ ２ ０ ）。
在平滑地面 上 （ 如 大 理 石 、 瓷 砖 、 实 木 等 ） 。标 签 正 面 有 塑
器人便 能够辨 别所处的方位。
方案 示意如 图 １ 所示 ，建立二 维直角 坐标系 Ｘ Ｏ Ｙ ，蓝 色 圆 点为 电子 标签 。 假设左下角为原点 ， 则该标签定义为 （ ０ ， ０ ） 。
料保护层 ，可 以隔绝水和油 的污染，并保护 内部 芯片免受 日 常摩 擦损耗。
识 别 器 可 以安 装 在 机 器 人 的底
设步长均为 １ ，则 可定义坐标系上任 意标签 的坐标 （ ｘ ，ｙ ）。 每 当机 器人运动 到某个标签 的上方时 ，便可获 得一个坐标信 息 ；收集到两个 坐标信息后 ，便可计算 出运 动大致方 向；或 者通过指南针传感器辨别 下一刻路径方 向。
２方案构思
本方 案 的灵感源 自于公共场 所地面 上铺设 的盲道——盲
３ ． ２ 硬 件 安 装
图 ２ 电子标签和识别器
人 能够通过 感触盲道 上的凸点来辨别 路径 ，与之类似 ，通过
有 规则地铺 设机器 人的 “ 盲 道 ” —— 电子 标 签 坐 标 网络 ，机
由于 使用 的电子标 签背部有不干胶 ，故 能够 方便地粘贴
盘 上，如果 识别距离 允许或者底盘
比较低 ，推荐安装在机器人外壳 内，
以保 护识 别器 。
３ ． ３ 软件 方案
为 了适 应 不 同工 作 环 境 下 和 不
３方 案 实现
３ ． １硬件方案 目前 市面上 与 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ相关 的设 备有 很多 ，应 用广 泛 ，技 术成熟 ，成本较 低的有 Ｍ Ｆ Ｒ Ｃ ５ ２ ２芯 片的方案 ，和 与之配套 的 Ｉ Ｓ Ｏ １ ４ ４ ４ ３ Ａ 、Ｍ Ｉ Ｆ Ａ Ｒ Ｅ系 列 标签 。硬 件 实 物 如 图 ２所示 。 圆 形标签 直径 约为 ２ ５ ｍ ｉ ｌ ｌ ，厚 度约为 ０ ． ８唧 ，识别器尺 寸为 ５ ０
ｍ ｍ× ３ ０ ｍ ｍ
同性 能 的机器 人，设计两套 软件方
案。
方案一 ，机 器人 内置 一个数据
库 ， 主 要 记 录 不 同 电子 标 签 的 序 列
号和 与其对应 的坐标信 息。机器人
通 过 读 取 标 签 序 列 号 来 获 取 坐 标 信 图 ３ 方案一程序流程图
２ ０ １ ３ 年８ 月 下 第２ ４ 期 （ 总第 ３ Ｉ ８ 期）
中国教 育技 术装备 ／ ｊ ．ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ４ ０ ３ ８
基于视频分析的 Ｐ Ｇ Ｐ电子双板平台 课堂教学应用研究
应 的 地 理 位 置 坐标 。
Ｌ
关键 词 ＲＦ Ｉ Ｄ 无线射 频技 术 ；机 器人 ；室 内定位 ；单 片机
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中图 分类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章 编号 ：１ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ０ ３ ７ — ０ ２