[發明專利]一種檔案用機器人及其導航定位系統及導航定位方法

有效

• 申請號: 201910207140.9
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109798901B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 王嘯峰;王永梅;張穎;喬勇;余冠霖;田漪;高小濤;周立;于淼;崔建偉
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;東南大學;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種檔案用機器人及其導航定位系統及導航定位方法，該方法包括：接收移動指令；沿X軸反向運動；檢測Y11和Y12是否超預設的距離上限值；沿X軸向目標工作區移動，處于工作通道中；檢測第一條件是否滿足；進入參照密集架的導航區，設置第三傳感器、第四傳感器為導航傳感器；沿Y軸向目標工作區方向運動；測得是否有隨機障礙；檢測|X21?X22|＜Δ是否滿足；沿Y軸繼續運動；檢測X21≥∞是否成立；檢測|Y?YN|＜WO是否成立；檢測X21≥∞或者X2≥∞是否成立；檢測X22≥∞是否成立；檢測Y＝YN+(L2?LY)是否成立；檢測X32≥∞是否成立；控制機器人與密集架的距離；完成任務后移出。本發明在不改變檔案庫環境，也不需要外部輔助設備的情況下，能夠實現機器人的定位定姿，具有很強的可靠性和魯棒性。

技術領域

本發明涉及智能機器人控制領域，尤其是一種檔案用機器人及其導航定位系統及導航定位方法。

背景技術

近年來，隨著企業檔案量的急劇增加，尋求智能機器人參與檔案管理的需求的越來越迫切。要求移動機器人自主移動到某種場景下自主作業，這就要求機器人能夠實現自主的路徑規劃，并能在工作場景中行走和準確定位、準確測定機器人的坐標和運動姿態。一般來說，機器人有按原定方向移動能力，但長時間積累誤差較大，會逐漸使機器人偏離原來的方向，導致碰撞等事故發生。因此，必須借助于某種導航定位裝置和方法，使機器人沿可行的路徑行走。

目前，已經發展出多種智能機器人的導航定位方法，較為廣泛應用的有：有軌式、機器人外部測量導航、尋跡式、視覺導航(slam)、組合智能導航。軌道式機器人需要鋪設專用軌道，用各種行程開關確定機器人的位置，而機器人的運動姿態由軌道自然確定，它雖然有工作可靠，容易實現的優點，但對檔案庫的改造工作量較大，并不適合；機器人外部測量導航的核心技術是射頻、聲頻或多攝像頭測距，需要在機器人的工作空間內安裝相應的設備，這種方法定位可靠，成本也不算高，但同樣存在改造量大、設備數量過多、定位精度在數個厘米級，容易被遮擋而導致導航失敗等缺點，也不能準確測定機器人的運動姿態；尋跡導航是在給定的機器人通道上鋪設可識別的物質，如磁性物質、導電物質、有色線條等，機器人沿著給定的路線行走，還可以根據軌跡處相應的標志實現自身的準確定位，實現成本和使用維護成本變低，在很多搬運場合下都有應用，但一旦機器人脫離跡線，就需要輔助措施使機器人能夠再次回到跡線上來，在檔案庫環境下，由于機器人作業設備(如盤點儀器、抓手等)的性能或規格并不能事先確定，就要求通過多次現場實驗的方法確定跡線，非常麻煩。近年來，基于激光測距的SLAM技術(即視覺地圖匹配導航技術)發展很快，激光雷達是一種測距掃描儀器，通過掃描測距和坐標變換，建立機器人行經通過的距離特征，從而找出機器人相對于周邊環境的相對位置，實現自主導航，但這種技術相對比較復雜，同樣在受光照環境影響較大，也影響它的定位精度。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種檔案用機器人及其導航定位系統及導航定位方法，在不改變檔案庫環境，也不需要外部輔助設備的情況下，能夠實現機器人的定位定姿，具有很強的可靠性和魯棒性。

技術方案：為實現以上目的，本發明公開了一種用于機器人的導航定位系統，包括若干個用于動態測距的高精度近距離超聲波測距儀以及一個用于靜態測距的高精度遠距離激光測距儀；所述導航定位系統根據機器人所處的運動狀態及位置對不同測距儀進行選擇使用。

優選地，所述導航定位系統包括9個傳感器，其中第一至第六傳感器、第八傳感器及第九傳感器為高精度近距離超聲波測距儀，第七傳感器為高精度遠距離激光測距儀；第一傳感器和第二傳感器設置在機器人的正面，第三傳感器和第四傳感器設置在機器人的右側面，第五傳感器和第六傳感器設置在機器人的背面；第七傳感器設置在第一傳感器和第二傳感器之間；第八傳感器和第九傳感器設置在機器人的左側面。

本發明還公開了一種檔案用機器人，所述機器人包括上述用于機器人的導航定位系統。

本發明還公開了一種基于上述檔案用機器人的導航定位方法，包括以下步驟：