机器人过闸机的控制方法、系统及计算机可读介质技术方案

本发明专利技术涉及一种机器人过闸机的控制方法、系统及计算机可读介质，闸机具有通道，该控制方法包括：机器人根据第一反光装置获取至少一个第一强反射点，以及根据第二反光装置获取至少一个第二强反射点，其中，第一反光装置和第二反光装置对称地设置在通道的两侧；根据聚类方法分别处理至少一个第一强反射点和至少一个第二强反射点，获得对应于第一反光装置的第一反光团和对应于第二反光装置的第二反光团；根据第一反光团和第二反光团使用拟合方法计算拟合直线；根据拟合直线使机器人移动至过闸机初始位置；以及控制机器人从过闸机初始位置持续行进，直到行进里程大于等于第一预设距离。本发明专利技术可以提高机器人的定位精度，机器人可以顺利通过闸机。可以顺利通过闸机。可以顺利通过闸机。

【技术实现步骤摘要】
机器人过闸机的控制方法、系统及计算机可读介质


[0001]本专利技术主要涉及机器人
，具体地涉及一种机器人过闸机的控制方法、系统及计算机可读介质。

技术介绍

[0002]机器人已进入人们的日常生活，可以使用清洁机器人来清洁地面等。在写字楼和地铁站中可能会使用闸机将多个待清洁区域之间分隔开，导致机器人在执行清洁任务时需要通过闸机后才能到达目标清洁区域。目前控制机器人通过闸机的方法包括：(1)根据导航系统与避障传感器规划出通行路径，控制机器人执行路径跟踪方法沿着该通行路径行进以通过闸机；(2)根据室内定位系统控制机器人执行路径跟踪方法严格按照预设路径行进以通过闸机；(3)根据机器人上设置的摄像头识别闸机的轮廓以预测闸机的位置和方向，控制机器人执行路径跟踪方法按照预设路径行进以通过闸机；(4)机器人根据闸机周围设置的磁条、磁钉和二维码等装置进行定位，并根据磁条等位置信息调整行进轨迹从而通过闸机。常用的路径跟踪方法包括比例积分微分控制(Proportional Integral Derivative Control，PID)、动态窗口法(Dynamic Window Approach，DWA)和反馈控制方法等。
[0003]现有的控制机器人通过闸机的方法依赖于部分硬件组件，例如传感器和摄像头等，由于机器人上设置的传感器本身的识别精度、计算精度以及障碍物分辨率等存在误差，实际误差通常在3厘米至10厘米左右，从而规划出的通行路径也会存在误差，导致机器人在行进过程中的避障精度和定位精度较低。由于机器人上设置的摄像头会受到摄像头的分辨率和内参标定精度的影响，内参例如结构参数和焦距等，可能导致机器人识别出的闸机轮廓不准确。传感器和摄像头还需要人工进行参数标定，参数标定例如标定不同组件的坐标系之间的转换关系和映射关系等。用于辅助机器人定位的磁条和磁钉等装置本身具有较大厚度，在公共区域布置磁条和磁钉等会突出于设置面，从而影响环境美观度。机器人在行进过程中还可能会受到本身的震动和时间对齐误差等影响，导致对闸机环境的识别精度下降。目前用于控制机器人通过闸机的方法存在机器人定位精度不高的问题，导致机器人无法顺利通过闸机。

技术实现思路

[0004]本申请所要解决的技术问题是提供一种机器人过闸机的控制方法、系统及计算机可读介质，可以提高机器人的定位精度，机器人可以顺利通过闸机。
[0005]本申请为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种机器人过闸机的控制方法，闸机具有通道，该控制方法包括：机器人根据第一反光装置获取至少一个第一强反射点，以及根据第二反光装置获取至少一个第二强反射点，其中，第一反光装置和第二反光装置对称地设置在通道的两侧；根据聚类方法分别处理至少一个第一强反射点和至少一个第二强反射点，获得对应于第一反光装置的第一反光团和对应于第二反光装置的第二反光团；根据第一反光团和第二反光团使用拟合方法计算拟合直线；根据拟合直线使机器人移动至过
闸机初始位置；以及控制机器人从过闸机初始位置持续行进，直到行进里程大于等于第一预设距离。
[0006]在本申请的一实施例中，机器人上设置有激光雷达，采用激光雷达获取至少一个第一强反射点和至少一个第二强反射点。
[0007]在本申请的一实施例中，根据拟合直线使机器人移动至过闸机初始位置的步骤包括：获取拟合直线的中心点的坐标；控制机器人移动至使激光雷达的本体坐标系XYZ的X轴与拟合直线垂直且与中心点的坐标相交的位置，从而到达过闸机初始位置。
[0008]在本申请的一实施例中，在机器人持续行进的过程中，还包括：实时获取机器人的当前位置与过闸机初始位置之间的当前相对方向数据；若当前相对方向数据大于等于第一预设阈值，则实时调整机器人的行进方向使当前相对方向数据小于第一预设阈值。
[0009]在本申请的一实施例中，机器人上设置有激光雷达和里程计，实时调整机器人的行进方向的步骤包括：根据激光雷达的数据和里程计的数据实时进行航位推算，获得机器人的当前位置与过闸机初始位置之间的目标相对方向数据；根据目标相对方向数据实时调整机器人的行进方向。
[0010]在本申请的一实施例中，当前相对方向数据和目标相对方向数据包括：机器人的行进方向与闸机的纵向中轴线之间的方向夹角角度。
[0011]在本申请的一实施例中，在机器人持续行进的过程中，还包括：实时获取机器人的当前行进速度和当前行进角速度；根据当前行进速度和当前行进角速度使用控制算法实时计算机器人的目标角速度；控制机器人根据目标角速度和目标相对方向数据持续行进。
[0012]在本申请的一实施例中，控制算法包括线性二次规划方法、模型预测控制方法以及反演控制方法中的一种或任意种的组合。
[0013]在本申请的一实施例中，每个第一强反射点的反射值以及每个第二强反射点的反射值均大于等于第二预设阈值。
[0014]在本申请的一实施例中，聚类方法包括机器学习方法K
‑
means。
[0015]在本申请的一实施例中，拟合方法包括霍夫变换方法或者凸优化方法。
[0016]在本申请的一实施例中，第一预设距离大于等于闸机的长度。
[0017]本申请为解决上述技术问题还提出一种机器人过闸机的控制系统，包括闸机、机器人、存储器和处理器，闸机具有通道，存储器用于存储可由处理器执行的指令；处理器用于执行指令以实现如上的机器人过闸机的控制方法。
[0018]在本申请的一实施例中，设置在通道的其中一侧的第一反光装置包括第一反光条，设置在通道的另一侧的第二反光装置包括第二反光条。
[0019]在本申请的一实施例中，机器人上设置有激光雷达，第一反光条和第二反光条对称地粘贴在闸机上且分别位于通道的两侧，第一反光条和第二反光条与激光雷达位于同一水平面，第一反光条与闸机内壁的距离和第二反光条与闸机内壁的距离相等。
[0020]本申请为解决上述技术问题还提出一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，计算机程序代码在由处理器执行时实现如上的机器人过闸机的控制方法。
[0021]本申请的技术方案根据对称设置在闸机通道两侧的第一反光装置和第二反光装置分别获得第一强反射点以及第二强反射点，根据聚类方法和拟合方法处理强反射点数据可以得到用于辅助机器人定位的拟合直线；根据拟合直线使机器人移动至过闸机初始位
置，可以在机器人准备通过闸机的通道前使机器人移动到合适的行进位置，之后控制机器人从过闸机初始位置持续行进直到行进里程达到预设距离。本申请这样设置可以提高机器人的定位精度，在机器人行进过程中可以避免机器人与闸机发生碰撞，从而保护机器人和闸机不受损害，机器人可以顺利通过闸机。
附图说明
[0022]为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明，其中：
[0023]图1是本申请一实施例的机器人过闸机的控制方法的示例性流程图；
[0024]图2是本申请一实施例中的闸机的正视图；
[0025]图3是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人过闸机的控制方法，所述闸机具有通道，其特征在于，包括：所述机器人根据第一反光装置获取至少一个第一强反射点，以及根据第二反光装置获取至少一个第二强反射点，其中，所述第一反光装置和所述第二反光装置对称地设置在所述通道的两侧；根据聚类方法分别处理所述至少一个第一强反射点和所述至少一个第二强反射点，获得对应于所述第一反光装置的第一反光团和对应于所述第二反光装置的第二反光团；根据所述第一反光团和所述第二反光团使用拟合方法计算拟合直线；根据所述拟合直线使所述机器人移动至过闸机初始位置；以及控制所述机器人从所述过闸机初始位置持续行进，直到行进里程大于等于第一预设距离。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述机器人上设置有激光雷达，采用所述激光雷达获取所述至少一个第一强反射点和所述至少一个第二强反射点。3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据所述拟合直线使所述机器人移动至过闸机初始位置的步骤包括：获取所述拟合直线的中心点的坐标；控制所述机器人移动至使所述激光雷达的本体坐标系XYZ的X轴与所述拟合直线垂直且与所述中心点的坐标相交的位置，从而到达所述过闸机初始位置。4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述机器人持续行进的过程中，还包括：实时获取所述机器人的当前位置与所述过闸机初始位置之间的当前相对方向数据；若所述当前相对方向数据大于等于第一预设阈值，则实时调整所述机器人的行进方向使所述当前相对方向数据小于所述第一预设阈值。5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述机器人上设置有激光雷达和里程计，所述实时调整所述机器人的行进方向的步骤包括：根据所述激光雷达的数据和所述里程计的数据实时进行航位推算，获得所述机器人的当前位置与所述过闸机初始位置之间的目标相对方向数据；根据所述目标相对方向数据实时调整所述机器人的行进方向。6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述当前相对方向数据和所述目标相对方向数据包括：所述机器人的行进方向与所述闸机的纵向中轴线之间的方向夹角角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵倬祺，王领，孔兵，夏临，
申请(专利权)人：派特纳上海机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：