一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法技术

本发明专利技术公开了一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法，包括下述步骤(1)预处理：定义档案架区域的坐标轴以及初始参数；(2)机器人从初始位置出发，穿过档案区域；(3)判断机器人是否已经过任务中编号最大的档案架；(4)根据待执行的任务矩阵，判断是否为可执行任务，(5)对任务进行分解，形成新的任务矩阵；(6)建立目标函数，对新的任务矩阵进行优化；(7)执行任务。本发明专利技术能够解决档案架被打开的情况中机器人识别困难的问题，使得机器人能够实时监测外部环境的变化，有效、快速的适应变化的外部环境，对不同的地图均适用，适用性广，能够实现高效的客户端与机器人之间的人机交互。

【技术实现步骤摘要】
一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法
本专利技术涉及一种导航定位与任务规划方法，尤其涉及一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法。
技术介绍
存放在档案室内的档案的数量成千上万，在进行档案存取时往往需要消耗大量的人力物力，制约了档案管理员专业技术能力的发挥，降低了档案可利用价值，档案管理的自动化水平迫切需要提高。近年来，档案行业普遍谋求用机器人代替人工实现档案的盘点、存取。档案机器人是高度自动化的档案装备，一般由机器人移动底盘、操作机械臂和功能设备组成，机器人移动底盘负责实现行走，代替人腿的功能，实现自主导航行走、目标识别；机械臂相当于人的胳膊，负责带动功能设备作空间运动；功能设备如机械手、各种探测设备等，用以实现自动化的盘点、存取。目前，档案机器人普遍采用基于SLAM技术的智能车(AGV)。这种设备经过智能训练可以识别周围的环境，实现固定环境下的自主导航。当环境发生变化时，如目标移动后不在原有的固定位置，则需要重新训练或编程，自适应性比较差。专利CN109798901.A提出了一种适合小型档案馆环境的机器人导航与控制方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)预处理：定义档案架区域的坐标轴以及初始参数；机器人获取目标档案的任务指令，定义可执行任务矩阵为TE；/n(2)机器人从初始位置出发，穿过档案区域，检测左和/或右档案架数量、工作区宽度以及档案架是否被打开，并记录坐标参数；/n(3)判断机器人是否已经过任务中编号最大的档案架；/n(4)根据待执行的任务矩阵，判断是否为可执行任务，若是可执行任务，形成可执行任务矩阵并执行步骤(5)，否则删除该任务；/n(5)根据档案区域的地图重新编排任务执行顺序，并根据机器人单次可处理的任务数量，对任务进行分解，形成新的任务矩阵；/n...

【技术特征摘要】
1.一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预处理：定义档案架区域的坐标轴以及初始参数；机器人获取目标档案的任务指令，定义可执行任务矩阵为TE；
(2)机器人从初始位置出发，穿过档案区域，检测左和/或右档案架数量、工作区宽度以及档案架是否被打开，并记录坐标参数；
(3)判断机器人是否已经过任务中编号最大的档案架；
(4)根据待执行的任务矩阵，判断是否为可执行任务，若是可执行任务，形成可执行任务矩阵并执行步骤(5)，否则删除该任务；
(5)根据档案区域的地图重新编排任务执行顺序，并根据机器人单次可处理的任务数量，对任务进行分解，形成新的任务矩阵；
(6)建立目标函数，对新的任务矩阵进行优化；
(7)将机器人放置在初始位置，根据步骤(6)优化后的任务矩阵执行任务。


2.根据权利要求1所述的档案用机器人的导航定位与任务规划方法，其特征在于，所述步骤(1)中的初始参数包括：根据档案架宽度，定义各个档案架的宽度矩阵和宽度误差；根据档案架初始位置与坐标轴距离，定义档案架的位置矩阵；根据档案架的开合状态，定义地图变量矩阵；根据相邻档案架的距离，定义距离矩阵。


3.根据权利要求1所述的档案用机器人的导航定位与任务规划方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：
(20)初始化变量：m＝n＝1，其中，m、n是正整数的计数变量，档案架数量记为0，定义X1、X2分别为机器人到左墙体、右墙体的距离，定义Y1、Y2分别为机器人到后墙体和前墙体的距离，通过位于机器人四周的传感器进行检测；机器人位于初始位置，将此时的X1值记为X10；
(21)机器人从初始位置出发，实时更新X1，当X1≠X10时，表示检测到左侧档案架，记录Y1的值为Y10，PA(m)＝Y2+W1(m)/2，同时使X10＝X1；
(22)机器人继续前移，不断更新X1，当X1≠X10时，表示机器人已经超过左侧的档案架，进入左侧档案架间的工作区道，更新此时的Y1值，使Y11＝Y10；然后再用Y10记录当前的Y1值，即：Y10＝Y1，计算Y11＝(Y11-Y1)；
(23)按照下述公式计算并比较，若|Y11-W1(m)|>(K1+5)×Δw，则：Y11＝Y11―W1(m)，m＝m+1，PA(m)＝PA(m-1)+[W1(m-1)+W1(m)]/2，K1＝K1+1，继续循环步骤(23)；否则，表示本次检测到左侧的档案架数量已经计算完毕，目前已经检测到m个档案架，使K1＝0，进行步骤(24)；
(24)从矩阵MA中，从左到右顺数m个1，检测第m个1的下一个数值是否为0；若不是0，由于此时已经检测到左侧档案架打开，在第m个1后插入0以示标识，同时将MA中的最后一个0删除；
(25)右侧档案架的检测与步骤(22)～(24)一致；
(26)移动机器人断续前移，当X1≠X10时，表示机器人超过左侧档案架中间的工作通道，重新检测到左侧的档案架，记录此时的Y1值，用Y11存放上次的Y10，即Y11＝Y10；用Y10记录当前的Y1值，即：Y10＝Y1：计算工作区打开的距离，并存入矩阵D1中，D1[m]＝(Y11-Y1)；
当X2≠X20时，表示机器人已超过右侧档案架中间的工作通道，重新检测到右侧档案架；记录此时的Y1值，用Y21存放上次的Y20，即Y21＝Y20；用Y20记录当前的Y1值，即：Y20＝Y1：计算工作区打开的距离，并存入矩阵D2中，D2[n]＝(Y21-Y1)。


4.根据权利要求1所述的档案用机器人的导航定位与任务规划方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括：
(31)当m＝M和n＝N同时满足时，表示档案区域已经检测完毕，执行步骤(4)，否则执行步骤(31)；
(32)判断Y1是否大于安全值，若是返回步骤(2)，否则机器人返回初始位置待命。


5.根据权利要求1所述的档案用机器人的导航定位与任务规划方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括：
(41)筛选出左侧的可执行任务
当DA[TA1(m)]<L(m＝1...

【专利技术属性】
技术研发人员：于淼，崔建伟，展宵鹏，张敏，张颖，余冠霖，周志成，张星，陈亮，
申请(专利权)人：东南大学，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32