[發明專利]一種移動式機器人現場定位系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910992199.3
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN111026105A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 袁烽;張立名;李可可;閆超;羅又源
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G06K7/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種移動式機器人現場定位系統的控制方法，包括以下步驟：步驟a，設置二維碼；步驟b，捕捉到二維碼圖案；步驟c，讀取移動式機器人上已知三點與相應二維碼所處平面的距離；步驟d，計算獲取模塊與待捕捉二維碼所處平面的角度與距離；步驟e，圖像捕捉裝置的中心軸垂直于待捕捉二維碼所處的平面；步驟f，讀取二維碼所處位置的空間坐標和作業信息以及二維碼圖案位于圖像中的位置；步驟g，計算得出機器人獲取模塊的空間坐標；步驟h，計算移動式機器人的空間坐標。本發明還公開一種移動式機器人現場定位系統。本發明提供的一種移動式機器人現場定位系統及其控制方法，能夠以較低的成本實現復雜施工現場中的高精度定位，使移動機器人可以應用于生產現場中的大規模生產。

技術領域

本發明涉及一種移動式機器人現場定位系統及其控制方法，屬于機器人現場建造技術領域。

背景技術

目前的移動式機器人現場定位技術主要包括電磁感應導引、磁帶導引、RFID定位導航、激光制導、慣性導航和視覺導航等。其中，電磁感應導引是在機器人路徑上預埋金屬線纜并加載導引頻率；磁帶導引是在機器人路徑上貼導引磁條；RFID定位導航是機器人讀取路徑上的RFID標簽，根據標簽內的指令完成相應動作；激光制導是在機器人行駛路徑上安裝激光反射板，機器人發射激光并采集反射激光計算實現定位；慣性導航是機器人通過陀螺儀和定位塊進行定位；視覺導航是機器人借助傳感器對區域進行探測識別，建立空間模型和路線?，F有的移動式機器人現場定位技術存在以下缺點：

1、這一類技術在定位機器人時，一般需要預先在移動式機器人運行的路徑上鋪設軌道、管線、激光反射板等，工藝復雜繁瑣，且需要針對機器人的工作路徑不斷調整。

2、現有的移動式機器人定位系統一般依賴預先鋪設的軌道、管線、磁條等設備，當機器人工作的現場較為復雜時，其定位所依賴的設備難以鋪設、易受干擾乃至損毀。因此，現有技術下移動式機器人難以應用于復雜的建筑生產施工現場中。

3、現有的移動式機器人借助激光制導、慣性制導、視覺導航等技術定位時，機器人需安裝大量的傳感器，并依賴復雜的硬件及算法進行分析計算，技術門檻高，成本高昂，現階段無法實現大規模的運用。

4、現有的移動式機器人定位技術依賴大量設備與裝置，往往在簡單規則的環境中才能實現精確定位，魯棒性較差，在復雜施工現場中定位精度易受影響。

總體而言，現有的移動式機器人定位技術并不成熟，難以滿足大規模機器人建造現場。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術中一般生產現場中移動式機器人定位精度不足、技術復雜、成本昂貴、不適用于復雜施工現場的問題，提供一種能夠以較低的成本實現復雜施工現場中的高精度定位，使移動機器人可以應用于生產現場中的大規模生產的移動式機器人現場定位系統及其控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種移動式機器人現場定位系統的控制方法，包括以下步驟：

步驟a，按照機器人各作業位置設置一一對應的二維碼，每一個二維碼中均包含此二維碼確定的空間坐標以及對應工位的作業信息；

步驟b，操控移動式機器人運行到作業位置，調整移動式機器人的姿態使得圖像獲取模塊的圖像捕捉裝置可捕捉到二維碼圖案；

步驟c，機器人處理模塊向移動式機器人發送指令，使移動式機器人通過距離獲取模塊的距離傳感器讀取移動式機器人上已知三點與相應二維碼所處平面的距離；

步驟d，機器人處理模塊根據讀取的三個距離值以及移動式機器人上已知三點的空間關系，計算獲取模塊與待捕捉二維碼所處平面的角度與距離；

步驟e，機器人處理模塊根據得到的獲取模塊與待捕捉二維碼所處平面的角度，指示驅動模塊校正獲取模塊的空間位置，使圖像獲取模塊中圖像捕捉裝置的中心軸垂直于待捕捉二維碼所處的平面；