机器人、自动对桩方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种机器人、自动对桩方法、装置及存储介质，属于机器人技术领域。所述机器人包括存储器和处理器，处理器调用并执行可执行程序代码时实现如下步骤：控制机器人行驶至第一位置，获取在第一位置时的第一位姿。根据第一位姿规划从第一位置到工作站的目标对桩路径。控制机器人沿着目标对桩路径向前行进，实时计算机器人在当前位置的位姿与在最近点的位姿之间的位姿误差。判断位姿误差是否大于或等于误差阈值，若是，则以当前位置作为第一位置重新规划目标对桩路径。其中，最近点为目标对桩路径上与机器人的当前位置距离最近的点。如此，对桩的灵活性较高，机器人行驶的实际路径与目标对桩路径的匹配度较高，提高了对桩成功率。桩成功率。桩成功率。

【技术实现步骤摘要】
机器人、自动对桩方法、装置及存储介质


[0001]本申请涉及机器人
，特别涉及一种机器人、自动对桩方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着机器人技术的发展和人工智能研究不断深入，智能移动机器人在人类生活中扮演越来越重要的角色，在诸多领域得到广泛应用。为支持机器人的可移动性，多数机器人采用自动对桩的方式回到工作站，以完成充电、加水、排水、上货或者卸货等动作，因此自动对桩是机器人
的关键技术之一。
[0003]相关技术中，机器人可以在收到对桩指令后，先行驶至工作站正前方的特定位置，然后以设定姿态沿着直线行驶路径行驶至工作站，完成与工作站的对接。但是，上述方法必须先行驶至工作站正前方的特定位置，灵活性较差，且在机器人的定位精度和控制精度不高时，机器人行驶的实际路径与直线行驶路径的匹配度较低，对桩失败率较高。
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技术实现思路

[0004]本申请提供了一种机器人、自动对桩方法、装置及存储介质，可以提高对桩的灵活性和对桩成功率。所述技术方案如下：
[0005]第一方面，提供了一种机器人，存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行程序代码，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现如下步骤：
[0006]控制所述机器人行驶至视野范围内存在工作站的第一位置，并获取在所述第一位置时的第一位姿；
[0007]根据所述第一位姿和预存的第二位姿规划从所述第一位置到所述工作站的目标对桩路径，所述第二位姿为所述机器人在所述工作站完成对桩时的位姿；
>[0008]控制所述机器人沿着所述目标对桩路径向前行进；
[0009]实时计算所述机器人在当前位置的位姿与在最近点的位姿之间的位姿误差，所述最近点为所述目标对桩路径上与所述机器人的当前位置距离最近的点；
[0010]判断所述位姿误差是否大于或等于误差阈值，若是，则以当前位置作为所述第一位置重新规划所述目标对桩路径。
[0011]作为一个示例，所述第一位姿、所述第二位姿、所述机器人在所述当前位置的位置和在所述最近点的位姿是指在全局坐标系中的位姿，所述全局坐标系是指以所述工作站为坐标原点、所述工作站的正前方方向为X轴、垂直于所述正前方方向的方向为Y轴建立的直角坐标系。
[0012]作为一个示例，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述根据所述第一位姿和预存的第二位姿规划从所述第一位置到所述工作站的目标对桩路径，包括如下步骤：
[0013]对所述第一位姿和所述第二位姿进行三次样条曲线拟合，得到所述目标对桩路
径。
[0014]作为一个示例，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述对所述第一位姿和所述第二位姿进行三次样条曲线拟合，得到所述目标对桩路径，包括如下步骤：
[0015]通过以下公式，对所述第一位姿和所述第二位姿进行三次样条曲线拟合，得到所述目标对桩路径：
[0016]y(x1)＝y1＝a0+a1x1+a2x12+a3x13[0017]y(x1)'＝tan(θ1)＝a1+2a2x1+3a3x12[0018]y(x2)＝y2＝＝a0+a1x2+a2x22+a3x23[0019]y(x2)'＝tan(θ2)＝a1+2a2x2+3a3x22[0020]其中，(x1,y1,θ1)为所述第一位姿，(x1,y1)为所述第一位置在全局坐标系中的位置坐标，θ1为所述机器人在所述第一位置的所述全局坐标系中的姿态；(x2,y2,θ2)为所述第二位姿，(x2,y2)为所述工作站在所述全局坐标系中的位置坐标，θ2为在所述工作站完成对桩时所述机器人在所述全局坐标系中的姿态；y(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3为所述目标对桩路径，a0、a1、a2、a3为待求解的未知参数；所述全局坐标系是以所述工作站为坐标原点构建得到。
[0021]作为一个示例，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述实时计算所述机器人在当前位置的位姿与在最近点的位姿之间的位姿误差，包括如下步骤：
[0022]通过以下公式计算所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差：
[0023]error＝(|y3
‑
y4|)
×
cosθ4
‑
(|x3
‑
x4|)
×
sinθ4
[0024]其中，error为所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差；(x3,y3)为所述当前位置在全局坐标系中的位置坐标；(x4,y4,θ4)为所述机器人在所述最近点的位姿，所述(x4,y4)为所述机器人在所述最近点的所述全局坐标系中的位置坐标，θ4为所述机器人在所述最近点的所述全局坐标系中的姿态；所述全局坐标系是以所述工作站所在位置为坐标原点构建得到。
[0025]作为一个示例，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述控制所述机器人沿着所述目标对桩路径向前行进，包括如下步骤：
[0026]根据所述最近点与所述工作站所在位置之间的距离，确定目标线速度；
[0027]根据所述目标线速度、所述目标对桩路径在所述最近点的曲率、以及所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差，确定目标角速度；
[0028]控制所述机器人沿着所述目标对桩路径，以所述目标线速度和所述目标角速度向前行进。
[0029]作为一个示例，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述根据所述最近点与所述工作站所在位置之间的距离，确定目标线速度，包括如下步骤：
[0030]根据所述最近点与所述工作站所在位置之间的距离，通过以下公式确定所述目标线速度：
[0031][0032]其中，v为所述目标线速度，v
max
为预设最大目标线速度，dis为所述最近点与所述工作站所在位置之间的距离，b为预设参数。
[0033]作为一个示例，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述根据所述目标线速度、所述目标对桩路径在所述最近点的曲率、以及所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差，确定目标角速度，包括如下步骤：
[0034]根据所述目标线速度、所述目标对桩路径在所述最近点的曲率、以及所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差，通过以下公式确定目标角速度：
[0035][0036]其中，ω为所述目标角速度，v为所述目标线速度，c和d为预设参数，k为所述目标对桩路径在所述最近点的曲率，k'为所述目标对桩路径在所述最近点的曲率导数，error1用于指示所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差，error2用于指示所述机器人在所述当前位置的姿态与在所述最近点的姿态之间的姿态误差。
[0037]作为一个示例，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时还实现如下步骤：
[0038]若判断所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行程序代码，其特征在于，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现如下步骤：控制所述机器人行驶至视野范围内存在工作站的第一位置，并获取在所述第一位置时的第一位姿；根据所述第一位姿和预存的第二位姿规划从所述第一位置到所述工作站的目标对桩路径，所述第二位姿为所述机器人在所述工作站完成对桩时的位姿；控制所述机器人沿着所述目标对桩路径向前行进；实时计算所述机器人在当前位置的位姿与在最近点的位姿之间的位姿误差，所述最近点为所述目标对桩路径上与所述机器人的当前位置距离最近的点；判断所述位姿误差是否大于或等于误差阈值，若是，则以当前位置作为所述第一位置重新规划所述目标对桩路径。2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述根据所述第一位姿和预存的第二位姿规划从所述第一位置到所述工作站的目标对桩路径，包括如下步骤：对所述第一位姿和所述第二位姿进行三次样条曲线拟合，得到所述目标对桩路径。3.如权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述对所述第一位姿和所述第二位姿进行三次样条曲线拟合，得到所述目标对桩路径，包括如下步骤：通过以下公式，对所述第一位姿和所述第二位姿进行三次样条曲线拟合，得到所述目标对桩路径：y(x1)＝y1＝a0+a1x1+a2x12+a3x13y(x1)'＝tan(θ1)＝a1+2a2x1+3a3x12y(x2)＝y2＝＝a0+a1x2+a2x22+a3x23y(x2)'＝tan(θ2)＝a1+2a2x2+3a3x22其中，(x1,y1,θ1)为所述第一位姿，(x1,y1)为所述第一位置在全局坐标系中的位置坐标，θ1为所述机器人在第一位置的所述全局坐标系中的姿态；(x2,y2,θ2)为所述第二位姿，(x2,y2)为所述工作站在所述全局坐标系中的位置坐标，θ2为在所述工作站完成对桩时所述机器人在所述全局坐标系中的姿态；y(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3为所述目标对桩路径，a0、a1、a2、a3为待求解的未知参数；所述全局坐标系是指以所述工作站为坐标原点、所述工作站的正前方方向为X轴、垂直于所述正前方方向的方向为Y轴建立的直角坐标系。4.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述实时计算所述机器人在当前位置的位姿与在最近点的位姿之间的位姿误差，包括如下步骤：通过以下公式计算所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差：error＝(|y3
‑
y4|)
×
cosθ4
‑
(|x3
‑
x4|)
×
sinθ4其中，error为所述机器人在所述当前位置的位姿与在所述最近点的位姿之间的位姿误差；(x3,y3)为所述机器人在所述当前位置的全局坐标系中的位置坐标；(x4,y4,θ4)为所述机器人在所述最近点的位姿，所述(x4,y4)为所述机器人在所述最近点的所述全局坐标
系中的位置坐标，θ4为所述机器人在所述最近点的所述全局坐标系中的姿态；所述全局坐标系是以所述工作站所在位置为坐标原点构建得到。5.如权利要求1
‑
4任一所述的机器人，其特征在于，所述处理器用于调用并执行所述可执行程序代码时实现所述控制所述机器人沿着所述目标对桩路径向前行进，包括如下步骤：根据所述最近点与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱吉林，
申请(专利权)人：深圳市普渡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：