[發明專利]基于人工路標的移動機器人系統、停靠方法及存儲介質

在審

• 申請號: 201810041182.5
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108388244A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 王景川;方宇凡;陳衛東
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種基于人工路標的移動機器人系統，包含人工路標與移動機器人；所述移動機器人包含結構本體、傳感器以及控制器，傳感器與控制器安裝在結構本體上；所述控制器包含以下模塊：路標識別模塊：獲取來自傳感器的周圍環境數據，識別人工路標；定位模塊：計算獲得結構本體相對人工路標的實時位姿，計算實時位姿與目標位姿之間的偏差數據；導航控制模塊：根據偏差數據生成導航控制指令。相應地，本發明還提供了一種停靠方法、一種基于人工路標的移動機器人定位系統以及一種計算機可讀存儲介質。本發明能夠使機器人停靠在可觀測路標的區域內不同位置和朝向，對環境改造程度小，路標的位置不需要準確標定。

技術領域

本發明涉及移動機器人定位與導航技術領域，具體地，涉及一種基于人工路標的移動機器人系統、停靠方法及存儲介質。

背景技術

隨著智能制造的發展，移動機器人作為智能倉儲和柔性制造的重要組成部分，近年來得到了高度重視和廣泛的應用。在貨物叉取搬運、物流揀選抓取、自動充電等應用場景中，移動機器人需要頻繁的完成停靠，停靠的精度對移動機器人的任務的完成效果至關重要，也是限制移動機器人在工業場景中應用的主要因素之一。

移動機器人的停靠是指在相對于另一物體的某一位置處的到達和停止動作，而精確的定位和導航控制是完成停靠任務需要面臨的兩個挑戰。移動機器人的定位是指機器人通過傳感器對自身的運動和周圍環境的測量來確定機器人在參照系中的相對位置的方法，是移動機器人研究的基本問題。

針對停靠任務，目前有不同的解決方案，各自存在一些不足。有的系統需要事先確定機器人的運動路徑并鋪設好磁條等導航裝置。有的系統在停靠點處安裝紅外傳感器等輔助裝置，但是受限于傳感器的功率導致機器人能實現準確停靠的范圍很小。有的系統最終停靠的精度依賴于路標的安裝精度，路標的安裝位置需要事先進行準確的標定。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于人工路標的移動機器人系統、停靠方法及存儲介質。

根據本發明提供的基于人工路標的移動機器人系統，包含人工路標與移動機器人；所述移動機器人包含結構本體、傳感器以及控制器，傳感器與控制器安裝在結構本體上；

所述控制器包含以下模塊：

路標識別模塊：獲取來自傳感器的周圍環境數據，識別人工路標；

定位模塊：計算獲得結構本體相對人工路標的實時位姿，計算實時位姿與目標位姿之間的偏差數據；

導航控制模塊：根據偏差數據生成導航控制指令。

優選地，所述人工路標上設置有色塊部，色塊部包含第一色塊與第二色塊，所述第一色塊與第二色塊的反射率不等；

所述傳感器包含激光傳感器，激光傳感器能夠掃描到色塊。

優選地，所述人工路標包含第一矩形板與第二矩形板這兩塊矩形板，所述第一矩形板與第二矩形板之間存在夾角。

優選地，所述傳感器還包含里程計，所述激光傳感器包含激光測距傳感器；

所述第一色塊為黑色色塊，所述第二色塊為白色色塊。

優選地，包含多個人工路標，多個人工路標上的第一色塊與第二色塊的排列順序存在不同。

本發明還提供了一種上述的基于人工路標的移動機器人系統的停靠方法，包含以下步驟：

路標識別步驟：獲取來自傳感器的周圍環境數據，識別人工路標；

定位步驟：計算獲得結構本體相對人工路標的實時位姿，計算實時位姿與目標位姿之間的偏差數據；

導航控制步驟：根據偏差數據生成導航控制指令。