一种工业机器人的视觉定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种工业机器人的视觉定位系统及方法，其中所述系统包括多个工业机器人、多个与所述工业机器人一一对应的无人机和上位机，各个所述工业机器人通过所述无人机与上位机进行通信，交互位置数据和请求数据，所述工业机器人中设置有第一蓄电池和第一电源管理模块，所述无人机中设置有第二蓄电池和第二电源管理模块。本发明专利技术通过工业机器人的双目识别可以获取位置信息，并且通过无人机通过GPS定位获取位置数据，对标志性建筑物在上位机中存储的地图中位置进行校正和数据传输，多个工业机器人可以互相配合，特别适用于大规模群机器人的统一管理，上位机可以实现地图更新和路径规划，结构简单，应用方便，适用于大规模推广应用。

Vision positioning system and method for industrial robot

Visual positioning system and method of the present invention relates to an industrial robot, wherein the system comprises a host computer and a plurality of UAV industrial robots, industrial robots and the plurality of one-to-one, each of the industrial robot drones and PC communication through the interaction of location data and request data the first battery power management module and the first set of the industrial robot, the second and second battery power management module is arranged in the machine. The present invention through binocular recognition of industrial robot can obtain location information, and through the UAV through GPS positioning to obtain location data correction and data transmission position of the landmark buildings in the computer storage map, a number of industrial robots can be matched with each other, especially suitable for the unified management of the large group of robots, PC can realize the map updating and path planning, simple structure, convenient application, is suitable for large-scale popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人的视觉定位系统及方法
本专利技术涉及智能机器人
，尤其涉及工业机器人定位
，具体是指一种工业机器人的视觉定位系统及方法。
技术介绍
群机器人是特殊的多机器人系统，由许多无差别的自治机器人组成，具有典型的分布式系统特征。群机器人主要研究能力有限的个体机器人通过交互、协调和控制体现群体智能以合作完成相对复杂的规定任务。对于同样的任务，若用一个结构复杂、价格昂贵的单体机器人执行，可能难以胜任或效率低下。随着传感器技术和移动机器人技术的不断发展，群机器人的控制技术也得到了进一步的提高。传统的群机器人控制器主要是针对多机器人的控制，如通过无线网卡作为通信的主要媒介来控制多机器人运动；但利用现有技术对多机器人的控制无法实现群机器人的集体协作、交互和路径规划等。同时，在大范围内有多个工业机器人时，位置不容易查找，并且传输数据十分困难。
技术实现思路
本专利技术提供了一种工业机器人的视觉定位系统及方法，其目的在于克服现有技术中的缺陷，通过工业机器人的双目识别可以获取位置信息，并且通过无人机进行位置校正和数据传输，多个工业机器人可以互相配合，特别适用于大规模群机器人的统一管理。为了实现上述目的，本专利技术具有如下构成：该一种工业机器人的视觉定位系统，其主要特点是，所述系统包括：多个工业机器人，各个所述工业机器人的顶部安装有无人机安装台，各个所述工业机器人的侧面安装有第一摄像头和第二摄像头，各个所述工业机器人中还设置有第一无线通信模块、第一电源管理模块和第一蓄电池，所述无人机安装台的上表面设置有充电接口，所述充电接口与所述工业机器人的第一蓄电池相连接；多个与所述工业机器人一一对应的无人机，各个所述无人机可拆卸地安装于所对应的无人机安装台中，所述无人机中还设置有第二电源管理模块和第二蓄电池，所述无人机的侧面安装有第三摄像头，所述无人机的下表面设置有充电插头，所述充电插头与所述第二蓄电池相连接，且所述充电插头与所对应的工业机器人的充电接口相对应，各个所述无人机中设置有GPS定位模块、GPS信号强度检测模块、无线信号强度检测模块、摄像模块和第二无线通信模块，所述第二无线通信模块分别与所述第一无线通信模块和上位机进行通信；上位机，所述上位机包括第三无线通信模块、地图更新模块和路径规划模块，所述第三无线通信模块与所述第二无线通信模块进行通信，所述地图更新模块根据所述无人机发送的位置数据更新存储的地图，所述路径规划模块为各个所述工业机器人规划路径，并将路径规划数据发送至所述无人机。可选地，各个所述工业机器人的侧面还设置有激光定位模块和红外人体感应模块，所述激光定位模块包括激光发生器、激光接收器和距离分析单元，所述红外人体感应模块包括红外线采集器和红外感应分析单元，所述工业机器人的内部还设置有控制模块，所述控制模块分别与所述第一摄像头、第二摄像头、第一无线通信模块、第一电源管理模块、第一蓄电池、距离分析单元和红外感应分析单元相连接。可选地，所述无人机安装台包括支撑杆、万向球和支撑平台，所述支撑杆的一端安装在所述工业机器人的顶部，所述万向球安装在所述支撑杆的另一端，所述支撑平台安装于所述万向球上，所述支撑平台上设置有一旋转机构，所述旋转机构在水平面内旋转，所述无人机安装于所述旋转机构上；所述旋转机构包括旋转驱动电机、驱动电机输出轴、下圆盘和上圆盘，所述下圆盘与所述万向球相接触，所述下圆盘和上圆盘之间穿设有所述驱动电机输出轴，且所述驱动电机输出轴与所述下圆盘可转动连接，所述驱动电机输出轴与所述上圆盘固定连接。本专利技术还提供一种工业机器人的视觉定位方法，采用所述的视觉定位系统，包括如下步骤：各个所述工业机器人通过所述第一摄像头和第二摄像头获取拍摄图像，并选择拍摄图像中的标志性建筑物，通过三角测量原理计算工业机器人本身至所述标志性建筑物的距离；所述无人机获取所述工业机器人本身至所述标志性建筑物的距离，并通过所述GPS定位模块获取当前位置数据，并将距离数据和位置数据发送至所述上位机；所述上位机根据存储的地图中标志性建筑物的位置和所述距离数据判断所述工业机器人的位置，并将判断得到的工业机器人的位置与GPS定位模块获取的位置进行比较，当出现大于预设阈值的偏差时，更新存储的地图；所述上位机根据所述工业机器人的位置计算所述工业机器人规划路线，并将路线规划数据通过所述无人机发送至所述工业机器人。可选地，所述工业机器人的GPS信号强度检测模块检测到GPS信号强度小于预设强度最低阈值时，所述无人机自动飞起脱离所述无人机安装平台，并持续检测GPS信号强度，当检测到GPS信号强度大于预设最低阈值时，重新通过所述GPS定位模块获取当前位置数据，并通过所述第三摄像头拍摄所述工业机器人，根据所述第三摄像头的拍摄图像判断所述无人机与所述工业机器人的相对位置，以及计算得到所述工业机器人的当前位置；所述无人机在脱离所述无人机安装平台后飞行距离大于预设飞行阈值，且检测到GPS信号强度仍小于预设最低阈值时，所述无人机通过所述第三摄像头检测预设检测区域内的标志性建筑物，并通过采集标志性建筑物的图像获取所述无人机当前的位置，然后通过所述第三摄像头拍摄所述工业机器人，根据所述第三摄像头的拍摄图像判断所述无人机与所述工业机器人的相对位置，以及计算得到所述工业机器人的当前位置。可选地，所述无人机通过所述第三摄像头无法检测预设检测区域内的标志性建筑物时，原地旋转360°并持续拍摄，将拍摄得到的视频或全景图像发送至所述上位机，所述上位机根据所述无人机拍摄的视频或全景图像与存储的多种环境数据进行比对，估算所述无人机的位置，根据所述无人机的估算位置查找引导信息，并将估算得到的位置数据和查找的引导信息一起发送至所述无人机。可选地，所述工业机器人的内部存储器存储容量已满时，所述无人机与距离所述工业机器人最近的其他工业机器人进行通信，获取其他工业机器人的存储容量信息，当其他工业机器人可用存储空间大于待转移存储数据大小时，所述无人机从存储容量已满的工业机器人获取待转移存储数据，并将所述待转移存储数据通过其他工业机器人的无人机传递至对应的工业机器人；其他工业机器人在成功存取所述待转移存储数据后，将成功存取信息通过对应的工业机器人发送至存储容量已满的工业机器人的无人机，由该无人机通知存储容量已满的工业机器人删除待转移存储数据；距离所述工业机器人最近的其他工业机器人的可用存储容量小于待转移存储数据时，存储容量已满的工业机器人的无人机继续查找下一个距离最近的工业机器人，并与其进行通信；存储容量已满的工业机器人的无人机在遍历预设可选区域内的其他工业机器人，无法找到可用存储空间大于待转移存储数据大小的工业机器人时，所述无人机向所述上位机发送返回请求，所述上位机向所述无人机发送路线规划数据，所述工业机器人根据所述路线规划数据返回至基站。可选地，所述无人机安装台包括支撑杆、万向球和支撑平台，所述支撑杆的一端安装在所述工业机器人的顶部，所述万向球安装在所述支撑杆的另一端，所述支撑平台安装于所述万向球上，所述支撑平台上设置有一旋转机构，所述旋转机构在水平面内旋转，所述无人机安装于所述旋转机构上；所述旋转机构包括旋转驱动电机、驱动电机输出轴、下圆盘和上圆盘，所述下圆盘与所述万向球相接触，所述下圆盘和上圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业机器人的视觉定位系统，其特征在于，所述系统包括：多个工业机器人，各个所述工业机器人的顶部安装有无人机安装台，各个所述工业机器人的侧面安装有第一摄像头和第二摄像头，各个所述工业机器人中还设置有第一无线通信模块、第一电源管理模块和第一蓄电池，所述无人机安装台的上表面设置有充电接口，所述充电接口与所述工业机器人的第一蓄电池相连接；多个与所述工业机器人一一对应的无人机，各个所述无人机可拆卸地安装于所对应的无人机安装台中，所述无人机中还设置有第二电源管理模块和第二蓄电池，所述无人机的侧面安装有第三摄像头，所述无人机的下表面设置有充电插头，所述充电插头与所述第二蓄电池相连接，且所述充电插头与所对应的工业机器人的充电接口相对应，各个所述无人机中设置有GPS定位模块、GPS信号强度检测模块、无线信号强度检测模块、摄像模块和第二无线通信模块，所述第二无线通信模块分别与所述第一无线通信模块和上位机进行通信；上位机，所述上位机包括第三无线通信模块、地图更新模块和路径规划模块，所述第三无线通信模块与所述第二无线通信模块进行通信，所述地图更新模块根据所述无人机发送的位置数据更新存储的地图，所述路径规划模块为各个所述工业机器人规划路径，并将路径规划数据发送至所述无人机。...

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人的视觉定位系统，其特征在于，所述系统包括：多个工业机器人，各个所述工业机器人的顶部安装有无人机安装台，各个所述工业机器人的侧面安装有第一摄像头和第二摄像头，各个所述工业机器人中还设置有第一无线通信模块、第一电源管理模块和第一蓄电池，所述无人机安装台的上表面设置有充电接口，所述充电接口与所述工业机器人的第一蓄电池相连接；多个与所述工业机器人一一对应的无人机，各个所述无人机可拆卸地安装于所对应的无人机安装台中，所述无人机中还设置有第二电源管理模块和第二蓄电池，所述无人机的侧面安装有第三摄像头，所述无人机的下表面设置有充电插头，所述充电插头与所述第二蓄电池相连接，且所述充电插头与所对应的工业机器人的充电接口相对应，各个所述无人机中设置有GPS定位模块、GPS信号强度检测模块、无线信号强度检测模块、摄像模块和第二无线通信模块，所述第二无线通信模块分别与所述第一无线通信模块和上位机进行通信；上位机，所述上位机包括第三无线通信模块、地图更新模块和路径规划模块，所述第三无线通信模块与所述第二无线通信模块进行通信，所述地图更新模块根据所述无人机发送的位置数据更新存储的地图，所述路径规划模块为各个所述工业机器人规划路径，并将路径规划数据发送至所述无人机。2.根据权利要求1所述的一种工业机器人的视觉定位系统，其特征在于，各个所述工业机器人的侧面还设置有激光定位模块和红外人体感应模块，所述激光定位模块包括激光发生器、激光接收器和距离分析单元，所述红外人体感应模块包括红外线采集器和红外感应分析单元，所述工业机器人的内部还设置有控制模块，所述控制模块分别与所述第一摄像头、第二摄像头、第一无线通信模块、第一电源管理模块、第一蓄电池、距离分析单元和红外感应分析单元相连接。3.根据权利要求1所述的一种工业机器人的视觉定位系统，其特征在于，所述无人机安装台包括支撑杆、万向球和支撑平台，所述支撑杆的一端安装在所述工业机器人的顶部，所述万向球安装在所述支撑杆的另一端，所述支撑平台安装于所述万向球上，所述支撑平台上设置有一旋转机构，所述旋转机构在水平面内旋转，所述无人机安装于所述旋转机构上；所述旋转机构包括旋转驱动电机、驱动电机输出轴、下圆盘和上圆盘，所述下圆盘与所述万向球相接触，所述下圆盘和上圆盘之间穿设有所述驱动电机输出轴，且所述驱动电机输出轴与所述下圆盘可转动连接，所述驱动电机输出轴与所述上圆盘固定连接。4.一种工业机器人的视觉定位方法，其特征在于，采用权利要求1至3中任一项所述的视觉定位系统，包括如下步骤：各个所述工业机器人通过所述第一摄像头和第二摄像头获取拍摄图像，并选择拍摄图像中的标志性建筑物，通过三角测量原理计算工业机器人本身至所述标志性建筑物的距离；所述无人机获取所述工业机器人本身至所述标志性建筑物的距离，并通过所述GPS定位模块获取当前位置数据，并将距离数据和位置数据发送至所述上位机；所述上位机根据存储的地图中标志性建筑物的位置和所述距离数据判断所述工业机器人的位置，并将判断得到的工业机器人的位置与GPS定位模块获取的位置进行比较，当出现大于预设阈值的偏差时，更新存储的地图；所述上位机根据所述工业机器人的位置计算所述工业机器人规划路线，并将路线规划数据通过所述无人机发送至所述工业机器人。5.根据权利要求4所述的一种工业机器人的视觉定位方法，其特征在于，所述工业机器人的GPS信号强度检测模块检测到GPS信号强度小于预设强度最低阈值时，所述无人机自动飞起脱离所述无人机安装平台，并持续检测GPS信号强度，当检测到GPS信号强度大于预设最低阈值时，重新通过所述GPS定位模块获取当前位置数据，并通过所述第三摄像头拍摄所述工业机器人，根据所述第三摄像头的拍摄图像判断所述无人机与所述工业机器人的相对位置，以及计算得到所述工业机器人的当前位置；所述无人机在脱离所述无人机安装平台后飞行距离大于预设飞行阈值，且检测到GPS信号强度仍小于预设最低阈值时，所述无人机通过所述第三摄像头检测预设检测区域内的标志性建筑物，并通过采集标志性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈章位，毛贺，张翔，
申请(专利权)人：浙江谱麦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33