一种物联网下的仓储机器人智能避障系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种物联网下的仓储机器人智能避障系统及方法，涉及机器人技术领域，包括采集控制模块、平面模型建立模块和避障分析模块；所述采集控制模块用于进行数据的采集和系统的控制；所述平面模型建立模块用于建立仓储机器人和货物的平面模型；所述避障分析模块用于进行货物的平面分析，获取避障路径本发明专利技术通过距离测量单元对仓储机器人周边物体的距离进行检测，并通过图像获取单元获取货物的图像数据，并对图像数据进行分析，充分考虑货物的形状和货物在仓储机器人上的摆放形式，使得在进行仓储机器人避障时，避免因为货物之间的碰撞导致意外的发生，使得仓储机器人的避障更加的智能化。加的智能化。加的智能化。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网下的仓储机器人智能避障系统及方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体是一种物联网下的仓储机器人智能避障系统及方法。

技术介绍

[0002]仓储机器人是一种在仓库中进行货物运输的智能机器人，仓储机器人的问世极大的减轻了仓储领域中对于货物运输的压力，实现了仓库的无人化管理，使得仓库存储逐渐走向了高端化、智能化；仓储机器人在进行货物运输时的避障能力也逐渐的智能化，现有技术中，为了避免进行货物运输的仓储机器人之间发生碰撞，通常采用运输路径网格化的方式来进行货物运输，但是这种方式会导致机器人的运输距离无形中增加，对于货物运输的效率降低，并且，如果实现无序化的运输路径，在进行避让时，只会保证仓储机器人之间不会发生碰撞，如果所运输货物的宽度大于仓储机器人自身的宽度，那么，就会造成运输货物之间发生碰撞，影响正常的货物运输；所以，人们急需一种物联网下的仓储机器人智能避障系统及方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种物联网下的仓储机器人智能避障系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种物联网下的仓储机器人智能避障方法，该智能避障方法包括以下步骤：S1、利用距离测量单元对仓储机器人周边的物体进行距离的测量，并将测量结果发送至中央控制单元；S2、利用中央控制单元根据测量数据选择性启动图像获取单元进行图像数据的获取；S3、利用平面模型建立模块对获取的图像数据进行轮廓的提取，并建立平面直角坐标系，赋予轮廓上的每一个点以坐标值；S4、利用避障分析模块分析仓储机器人的避障路径，并将分析结果发送至中央控制单元；S5、利用中央控制单元对避障方式进行分析，将最终避障路径发送至指令发送单元，利用指令发送单元向仓储机器人发送避障指令。
[0005]根据上述技术方案，在S1
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S2中，所述距离测量单元的数量为n个，所述距离测量单元安装在仓储机器人上，所述距离测量单元的测量数值为Li，其中，i表示仓储机器人上第i个距离测量单元，所述中央控制单元安装在仓储机器人的总控中心，n个所述距离测量单元将采集的距离数据Qj={L1,L2,L3,...,Ln}发送至中央控制单元，其中，Qj表示编号为j的仓
储机器人上的n个距离测量单元所采集的距离数据的集合；当Qj={L1,L2,L3,...,Ln}中的至少一个距离数据小于等于设定阈值L时，所述中央控制单元启动图像获取单元对仓储机器人周边的图像数据进行获取，所述图像获取单元安装在仓储机器人上，所述图像获取单元将获取的图像数据发送至轮廓提取单元。
[0006]根据上述技术方案，所述平面模型建立模块包括轮廓提取单元、原点定位单元、坐标系建立单元的坐标值赋予单元；所述轮廓提取单元采用Sobel算子对图像获取单元获取的图像数据进行轮廓的提取，所述仓储机器人中心对称线上设置有原点定位点，所述原点定位单元在轮廓提取单元所提取的轮廓图像上寻找原点定位点，利用坐标系建立单元以原点定位点为原点建立平面直角坐标系，利用坐标值赋予单元赋予坐标系中的每一个点以坐标值（Xk，Yk），其中，k表示第k个坐标点，组成坐标点的集合P={（X1,Y1）,（X2,Y2）,（X3,Y3）,...,（Xm,Ym）}，其中，m表示有m个坐标点。
[0007]根据上述技术方案，在S4中，具体包括以下步骤：步骤一：对货物的形状进行分析；当Xk＞0时，将该坐标点划分至平面直角坐标系的第一象限；当Xk＜0时，将该坐标点划分至平面直角坐标系的第二象限；根据下列公式分别对第一象限和第二象限内的坐标点进行计算；；其中，k表示第k个坐标点，t表示第t个坐标点；当的数量大于设定阈值时，判定货物的形状为矩形；当的数量小于等于设定阈值时，判定货物的形状为不规则形状；步骤二：对货物的最大宽度进行确定；根据下列公式计算货物的宽度：；其中，Xk表示第一象限内的坐标点的横坐标，Xt表示第二象限内的坐标点的横坐标，Yk=Yt；提取最大值Smax为货物的最大宽度；步骤三：判断货物在仓储机器人上的摆放是否为中心对称；分别提取第一象限和第二象限内纵坐标值相等的坐标点，将纵坐标相等的坐标点的横坐标绝对值的最大值组成集合Y={X1,X2,X3,...,Xa}，其中，a表示有a个横坐标绝对值相等的坐标点；当集合Y中Xe=
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Xf时，判定货物在仓储机器人上的摆放为中心对称摆放，其中，e表示位于第一象限内的坐标点的横坐标，f表示位于第二象限内的坐标点的横坐标；则货物宽度为Xe
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Xf；则仓储机器人的避障宽度为：（Xe
‑
Xf）/2；当集合Y中Xe≠
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Xf时，判定货物在仓储机器人上的摆放为非中心对称摆放，其中，e表示位于第一象限内的坐标点的横坐标，f表示位于第二象限内的坐标点的横坐标；
则货物宽度为Xe
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Xf；则仓储机器人的避障宽度为：Xe或Xf；步骤四：避障路径选择；所述距离测量单元分别对仓储机器人A和仓储机器人B其他方向的障碍物进行检测；若其中一个仓储机器人至少两个方向的障碍物距离小于等于设定阈值，则该仓储机器人不进行避让，另一个仓储机器人进行避障；当两个仓储机器人上的货物均为中心对称摆放时，避让距离为[（Xe
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Xf）/2]*2；当两个仓储机器人上的货物均为非中心对称摆放时，避让距离为Xe+Xe或Xe
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Xf或|Xf|+|Xf|；若两个仓储机器人至少两个方向的障碍物距离都小于等于设定阈值，则两个仓储机器人停止等待；所述避障分析模块将分析结果发送中央控制单元。
[0008]根据上述技术方案，在S5中，所述中央控制单元对仓库中所有仓储机器人的分析结果进行整合，对需要进行避障的仓储机器人的分析结果进行判断，选择最小避障距离的避障路径，并通过指令发送单元将最终的避障指令发送至对应的仓储机器人，仓储机器人执行中央控制单元的避障指令进行避障。
[0009]一种物联网下的仓储机器人智能避障系统，其特征在于：该避障系统包括采集控制模块、无线连接模块、平面模型建立模块和避障分析模块；所述采集控制模块用于进行数据的采集和系统的控制；所述无线连接模块用于进行数据的发送和接收，所述平面模型建立模块用于建立仓储机器人和货物的平面模型；所述避障分析模块用于进行货物的平面分析，获取避障路径；所述采集控制模块的输出端连接平面模型建立模块的输入端，所述平面模型建立模块的输出端连接避障分析模块的输入端，所述避障分析模块的输出端连接采集控制模块的输入端，所述平面模型建立模块与无线连接模块连接。
[0010]根据上述技术方案，所述采集控制模块包括距离测量单元、中央控制单元、指令发送单元和图像获取单元；所述距离测量单元用于对仓储机器人周边的物体进行距离的测量；所述中央控制单元用于对整个系统进行智能化控制，所述指令发送单元用于发送避障路径指令，所述图像获取单元用于获取仓储机器人周边的图像数据；所述距离测量单元的输出端连接中央控制单元的输入端，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物联网下的仓储机器人智能避障方法，其特征在于：该智能避障方法包括以下步骤：S1、利用距离测量单元对仓储机器人周边的物体进行距离的测量，并将测量结果发送至中央控制单元；S2、利用中央控制单元根据测量数据选择性启动图像获取单元进行图像数据的获取；S3、利用平面模型建立模块对获取的图像数据进行轮廓的提取，并建立平面直角坐标系，赋予轮廓上的每一个点以坐标值；S4、利用避障分析模块分析仓储机器人的避障路径，并将分析结果发送至中央控制单元；S5、利用中央控制单元对避障方式进行分析，将最终避障路径发送至指令发送单元，利用指令发送单元向仓储机器人发送避障指令。2.根据权利要求1所述的一种物联网下的仓储机器人智能避障方法，其特征在于：在S1
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S2中，所述距离测量单元的数量为n个，所述距离测量单元安装在仓储机器人上，所述距离测量单元的测量数值为Li，其中，i表示仓储机器人上第i个距离测量单元，所述中央控制单元安装在仓储机器人的总控中心，n个所述距离测量单元将采集的距离数据Qj={L1,L2,L3,...,Ln}发送至中央控制单元，其中，Qj表示编号为j的仓储机器人上的n个距离测量单元所采集的距离数据的集合；当Qj={L1,L2,L3,...,Ln}中的至少一个距离数据小于等于设定阈值L时，所述中央控制单元启动图像获取单元对仓储机器人周边的图像数据进行获取，所述图像获取单元安装在仓储机器人上，所述图像获取单元将获取的图像数据发送至轮廓提取单元。3.根据权利要求2所述的一种物联网下的仓储机器人智能避障方法，其特征在于：所述平面模型建立模块包括轮廓提取单元、原点定位单元、坐标系建立单元的坐标值赋予单元；所述轮廓提取单元采用Sobel算子对图像获取单元获取的图像数据进行轮廓的提取，所述仓储机器人中心对称线上设置有原点定位点，所述原点定位单元在轮廓提取单元所提取的轮廓图像上寻找原点定位点，利用坐标系建立单元以原点定位点为原点建立平面直角坐标系，利用坐标值赋予单元赋予坐标系中的每一个点以坐标值（Xk，Yk），其中，k表示第k个坐标点，组成坐标点的集合P={（X1,Y1）,（X2,Y2）,（X3,Y3）,...,（Xm,Ym）}，其中，m表示有m个坐标点。4.根据权利要求3所述的一种物联网下的仓储机器人智能避障方法，其特征在于：在S4中，具体包括以下步骤：步骤一：对货物的形状进行分析；当Xk＞0时，将该坐标点划分至平面直角坐标系的第一象限；当Xk＜0时，将该坐标点划分至平面直角坐标系的第二象限；根据下列公式分别对第一象限和第二象限内的坐标点进行计算；；其中，k表示第k个坐标点，t表示第t个坐标点；当的数量大于设定阈值时，判定货物的形状为矩形；
当的数量小于等于设定阈值时，判定货物的形状为不规则形状；步骤二：对货物的最大宽度进行确定；根据下列公式计算货物的宽度：；其中，Xk表示第一象限内的坐标点的横坐标，Xt表示第二象限内的坐标点的横坐标，Yk=Yt；提取最大值Smax为货物的最大宽度；步骤三：判断货物在仓储机器人上的摆放是否为中心对称；分别提取第一象限和第二象限内纵坐标值相等的坐标点，将纵坐标相等的坐标点的横坐标绝对值的最大值组成集合Y={X1,X2,X3,...,Xa}，其中，a表示有a个横坐标绝对值相等的坐标点；当集合Y中Xe=
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Xf时，判定货物在仓储机器人上的摆放为中心对称摆放，其中，e表示位于第一象限内的坐标点的横坐标，f表示位于第二象限内的坐标点的横坐标；则货物宽度为Xe
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Xf；则仓储机器人的避障宽度为：（Xe
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Xf）/2；当集合Y中Xe≠
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Xf时，判定货物在仓储机器人上的摆放为非中心对称摆放，其中，e表示位于第一象限内的坐标点的横坐标，f表示位于第二象限内的坐标点的横坐标；则货物宽度为Xe
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Xf；则仓储机器人的避障宽度为：Xe或Xf；步骤四：避障路径选择；所述距离测量单元分别对仓储机器人A和仓储机器人B其他方向的障碍物进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建忠，
申请(专利权)人：深圳市欧铠智能机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：