一种移动机器人系统和停靠位置获取方法技术方案

本发明专利技术提供了一种移动机器人系统，包括：本体和控制器，控制器用于：S100，在本体向待充电车辆靠近的过程中，控制传感器位于设定位置处；S200，在第t个计算时刻，获取存在突变光线的截面，形成目标截面集PT；S300，如果PT不为Null，则获取PT中的PTr中的突变光线与待充电车辆形成的临界干涉点在水平面上的投影点的位置PTSr；否则，执行S500；S400，获取所有投影点的纵坐标中的最小值y

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人系统和停靠位置获取方法


[0001]本专利技术涉及计算机技术应用领域，特别是涉及一种移动机器人定位系统和停靠位置获取方法。

技术介绍

[0002]在智能充电场景中，移动机器人需要停靠在待充电车辆旁边，然后再使用机械臂完成对电动车的自动插枪的操作。这个过程中，因为需要机械臂插枪，考虑到臂展和精度的限制，所以需要移动机器人精确停靠，一边需要移动机器人距离待充电车辆的距离足够近(例如，5cm左右)且不能与其发生碰撞，另外也需要在车停歪的情况下，移动机器人也能与同步歪斜，保证整体移动机器人与待充电车辆位置最近。移动机器人通过距离感知传感器感知距离，例如激光雷达或者RGBD相机，然而，激光雷达或者RGBD相机的感知距离都要大于15
‑
20cm，如果感知物体过近，则会出现精度差甚至完全无法感知的情况。而超声波雷达针对凹凸不平的表面，距离感知精度误差很大。此外，传感器的位置一般是固定位置，不同车辆的高度也不同，当移动机器人逐渐向待充电车辆靠近时，导致FOV角度无法覆盖车辆最突出的点，出现在传感器的FOV范围内的车辆的凸起部位，不一定是车辆最为外凸的位置。
[0003]因此，需要提供一种能够尽可能精确的得到移动机器人和待充电车辆最凸出部位之间的距离的方案。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]本专利技术实施例提供一种移动机器人系统，所述系统包括：移动机器人本体和控制器，所述本体的顶部设置有机械臂，所述机械臂上设置有深度感知传感器；
[0006]所述控制器用于执行计算机程序，以实现如下步骤：
[0007]S100，在所述本体向待充电车辆靠近以执行插枪操作的过程中，控制所述机械臂运动以使得所述深度感知传感器位于设定位置处并进行感知操作；所述设定位置为传感器发射的光锥的光轴垂直于水平面，并且光轴的顶点距离水平面的高度为设定距离H，以及光轴与本体的前侧之间的水平距离为设定距离D的位置；
[0008]S200，在第t个计算时刻，从光锥的竖直截面Pc、n个前截面和n个后截面中获取存在突变光线的截面，形成目标截面集PT；其中，竖直截面Pc为在水平面上的投影与待充电车辆的车身平行的截面，第i前截面位于所述竖直截面的前侧，并且与所述竖直截面之间的夹角为i*α，第i后截面位于所述竖直截面的后侧，并且与所述竖直截面之间的夹角为i*α，α为设定角度步长,所述突变光线为与待充电车辆的最凸出部位发生干涉的光线；t为大于等于1的整数；θ为光锥的夹角；
[0009]S300，如果PT不为Null，则获取PT中的PTr中的突变光线与待充电车辆形成的临界干涉点在水平面上的投影点的位置PTSr＝(x
r
，y
r
)；PTr为目标截面集中的第r个截面，r的取值为1到m，m为目标截面的数量；如果PT为Null，执行S500；
[0010]S400，获取y
min
＝min{y1，y2，y3，
…
，y
r
，
…
，y
m
}，如果y
min
+D≤D0，则控制所述本体停止移动，否则，执行S500；
[0011]S500，设置t＝t+1；执行S200。
[0012]本专利技术另一实施例还提供一种移动机器人停靠位置获取方法，用于引导移动机器人向待充电车辆移动至目标位置，以执行插枪操作，所述方法包括：
[0013]S10，在所述移动机器人向待充电车辆靠近以执行插枪操作的过程中，控制所述机械臂运动以使得所述深度感知传感器位于设定位置处并进行感知操作，所述设定位置为传感器发射的光锥的光轴垂直于水平面，并且光轴的顶点距离水平面的高度为设定距离H，以及光轴与本体的前侧之间的水平距离为设定距离D的位置；
[0014]S20，在第t个计算时刻，从光锥的竖直截面Pc、n个前截面和n个后截面中获取存在突变光线的截面，形成目标截面集PT；其中，竖直截面Pc为在水平面上的投影与待充电车辆的车身平行的截面，第i前截面位于所述竖直截面的前侧，并且与所述竖直截面之间的夹角为i*α，第i后截面位于所述竖直截面的后侧，并且与所述竖直截面之间的夹角为i*α，α为设定角度步长,所述突变光线为与待充电车辆的最凸出部位发生干涉的光线；t为大于等于1的整数；θ为光锥的夹角；
[0015]S30，如果PT不为Null，则获取PT中的PTr中的突变光线与待充电车辆形成的临界干涉点在水平面上的投影点的位置PTSr＝(x
r
，y
r
)；PTr为目标截面集中的第r个截面，r的取值为1到m，m为目标截面的数量；如果PT为Null，执行S50；
[0016]S40，获取y
min
＝min{y1，y2，y3，
…
，y
r
，
…
，y
m
}，如果y
min
+D≤D0，则控制所述本体停止移动，否则，执行S50；
[0017]S50，设置t＝t+1；执行S20。
[0018]本专利技术至少具有以下有益效果：
[0019]本专利技术将感知传感器设置在机器人的顶部，并保持在设定位置处，通过检测光线和待充电车辆的最凸起部位的干涉情况，能够完成移动机器人距离待充电车辆位置的精确停靠。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的移动机器人的传感器发射的光锥的竖直截面与待充电车辆发生干涉的示意图。
[0022]图2为本专利技术实施例提供的移动机器人系统执行计算机程序时实现的流程图。
[0023]图3本专利技术实施中传感器发射的光锥的其它截面与待充电车辆发生干涉的示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术实施例提供一种移动机器人系统，如图1所示，所述系统可包括：移动机器人本体1和控制器(未图示)，所述本体的顶部设置有机械臂2，所述机械臂2上设置有深度感知传感器3。
[0026]在本专利技术实施例中，移动机器人可为现有的移动蓄能设备。所述深度感知传感器可为现有的感知设备，例如，可为激光雷达或者为RGBD摄像机。
[0027]进一步地，在本专利技术实施例中，所述控制器用于执行计算机程序，以实现如图2所示的步骤：
[0028]S1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动机器人系统，其特征在于，所述系统包括：移动机器人本体和控制器，所述本体的顶部设置有机械臂，所述机械臂上设置有深度感知传感器；所述控制器用于执行计算机程序，以实现如下步骤：S100，在所述本体向待充电车辆靠近以执行插枪操作的过程中，控制所述机械臂运动以使得所述深度感知传感器位于设定位置处并进行感知操作；所述设定位置为传感器发射的光锥的光轴垂直于水平面，并且光轴的顶点距离水平面的高度为设定距离H，以及光轴与本体的前侧之间的水平距离为设定距离D的位置；S200，在第t个计算时刻，从光锥的竖直截面Pc、n个前截面和n个后截面中获取存在突变光线的截面，形成目标截面集PT；其中，竖直截面Pc为在水平面上的投影与待充电车辆的车身平行的截面，第i前截面位于所述竖直截面的前侧，并且与所述竖直截面之间的夹角为i*α，第i后截面位于所述竖直截面的后侧，并且与所述竖直截面之间的夹角为i*α，α为设定角度步长,所述突变光线为与待充电车辆的最凸出部位发生干涉的光线；t为大于等于1的整数；θ为光锥的夹角；S300，如果PT不为Null，则获取PT中的PTr中的突变光线与待充电车辆形成的临界干涉点在水平面上的投影点的位置PTSr＝(x
r
，y
r
)；PTr为目标截面集中的第r个截面，r的取值为1到m，m为目标截面的数量；如果PT为Null，执行S500；S400，获取y
min
＝min{y1，y2，y3，
…
，y
r
，
…
，y
m
}，如果y
min
+D≤D0，则控制所述本体停止移动，否则，执行S500；S500，设置t＝t+1；执行S200。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，PTr中的突变光线满足如下条件：D2
r
‑
D1
r
＞DL，D1 r
为PTr中的突变光线SL
r
的长度，D2 r
为PTr中的与突变光线相邻的非突变光线NASL
r
的长度，DL为设定长度差阈值，NASL
r
和PTr的经过光锥顶点的中心线之间的夹角小于SL
r
和PTr的经过光锥顶点的中心线之间的夹角。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，H＝1.5～1.8m，D＝2～3cm。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，DL＝15cm～18cm。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，5cm≤D0≤10cm。6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，y
r
＝H*tanθ
r
‑
(L2
r
‑
L1
r
)*sinθ
r
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天，邓晓光，梁元波，欧龙辉，赵允喜，夹磊，
申请(专利权)人：国广顺能上海能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：