[發(fā)明專利]一種叉車自主拾取托盤的控制方法、系統(tǒng)及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110275498.2
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113050636A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙俊宏;李斌;陸華忠;張長遠;余喬東;李艷紅;曹海順;鄭錦榮;聶俊;譚德龍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;B66F9/06
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 葉燦才

1.一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

響應(yīng)于拾取命令并獲取目標(biāo)托盤位置；

根據(jù)目標(biāo)托盤位置和叉車當(dāng)前位置選擇預(yù)設(shè)路徑；

根據(jù)預(yù)設(shè)路徑進行循跡，前往指定位置；

基于多傳感器融合對托盤進行識別和位姿態(tài)估計，確定目標(biāo)托盤；

更新目標(biāo)托盤位姿、重新規(guī)劃路徑并對目標(biāo)托盤進行拾取。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，所述響應(yīng)于拾取命令并獲取目標(biāo)托盤位置這一步驟之前還包括倉庫拾取模型的建立和標(biāo)定，具體包括以下步驟：

基于實際倉庫現(xiàn)場確定原點并測量倉庫內(nèi)固定物體的坐標(biāo)，建立倉庫坐標(biāo)系；

基于倉庫坐標(biāo)系對倉庫、貨架、叉車及各傳感器的相對位置進行標(biāo)定，建立倉庫倉庫拾取模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)目標(biāo)托盤位置和叉車當(dāng)前位置選擇預(yù)設(shè)路徑這一步驟，其具體還包括：

根據(jù)叉車確定控制定點；

根據(jù)叉車貨叉長度和控制定點確定安全距離；

基于B樣條曲線生成方法根據(jù)控制定點和安全距離生成路徑，得到預(yù)設(shè)路徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)路徑進行循跡，前往指定位置這一步驟，其具體包括：

將叉車轉(zhuǎn)換為二自由度模型并以車輛前軸中心為控制點；

選擇控制點前視距離為L與路徑交點作為目標(biāo)點，并將靠近目標(biāo)點的過程近似成圓形路徑，計算轉(zhuǎn)向半徑R；

根據(jù)轉(zhuǎn)向半徑R確定車速并前進，直至到達指定位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，所述基于多傳感器融合對托盤進行識別和位姿態(tài)估計，確定目標(biāo)托盤這一步驟，其具體包括：

采集圖像數(shù)據(jù)并基于RGB-D圖像對托盤進行識別并進行位姿估計，得到第一托盤位姿估計結(jié)果；

采集激光雷達數(shù)據(jù)并基于視覺激光對托盤位姿進行估計，得到第二托盤位姿估計結(jié)果；

將第一托盤位姿估計結(jié)果和第二托盤位姿估計結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合，確定目標(biāo)托盤并得到目標(biāo)托盤的位姿。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，所述采集圖像數(shù)據(jù)并基于RGB-D圖像對托盤進行識別并進行位姿估計，得到第一托盤位姿估計結(jié)果這一步驟，其具體包括：

基于RGB-D傳感器采集圖像并對圖像的像素分類，得到類別矩陣；

對類別矩陣和第一預(yù)設(shè)模板進行壓縮和模板匹配處理，得到托盤感興趣區(qū)域；

基于托盤感興趣區(qū)域提取托盤支架坐標(biāo)，并計算托盤位姿參數(shù)，得到第一托盤位姿估計結(jié)果。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，所述采集激光雷達數(shù)據(jù)并基于視覺激光對托盤位姿進行估計，得到第二托盤位姿估計結(jié)果這一步驟，其具體包括：

獲取激光雷達數(shù)據(jù)并對激光雷達數(shù)據(jù)進行分割和篩選，得到候選點集合；

基于模板匹配方法將托盤候選點集合和第二預(yù)設(shè)模板進行匹配，得到托盤位姿候選集合；

基于K-means算法對托盤位姿候選集合進行篩選，得到第二托盤位姿估計結(jié)果。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種叉車自主拾取托盤的控制方法，其特征在于，所述將第一托盤位姿估計結(jié)果和第二托盤位姿估計結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合，確定目標(biāo)托盤并得到目標(biāo)托盤的位姿這一步驟，其具體包括：

將第一托盤位姿估計結(jié)果和第二托盤位姿估計結(jié)果轉(zhuǎn)換到倉庫坐標(biāo)系，得到對應(yīng)矩陣；

基于卡爾曼濾波方法對第一托盤位姿估計結(jié)果和第二托盤位姿估計結(jié)果的對應(yīng)矩陣進行濾波，得到對應(yīng)濾波后的估計結(jié)果；

將對應(yīng)濾波后的估計結(jié)果進行空間重投影，并選擇目標(biāo)結(jié)果，確定目標(biāo)托盤和目標(biāo)托盤的位姿。