复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法及系统，包括如下步骤：AMR机器人自主导航到需要接驳的位置，接收接驳指令；AMR机器人解析站点信息，寻找对应id，进行点云匹配；当某一组匹配的点云置信度高于阈值后，返回该点云中心点坐标及位姿，前往预对接点，并转向预设朝向；AMR机器人再次进行点云匹配，执行放货操作；完成后，AMR机器人自主移出接驳点并结束对接。本发明专利技术使用视觉与激光匹配相结合的方式完成接驳，并且无需外界导引，使机器人可以自主完成装卸任务，可以自主避障，部署简单，对接精度高，解决了因无外部导引装置导致的对接精度低的问题。导引装置导致的对接精度低的问题。导引装置导致的对接精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种在复杂场景中完成精准对接动作的复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法及系统。

技术介绍

[0002]机器人技术在现代工业和物流领域广泛应用，然而，在复杂环境下实现机器人的精准对接一直是一个具有挑战性的问题。传统的视觉导引精度过低，且导引条导航方式存在机器人移动的限制，移动效率较低，因此需要一种创新的方法来解决这一技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决传统导引式导航方式的限制，提供一种在复杂场景中完成机器人的接驳动作的方法及系统，使用视觉与激光匹配相结合的方式完成接驳，并且无需外界导引，使机器人可以自主完成装卸任务。
[0004]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法，包括如下步骤：（1）AMR机器人自主导航到需要接驳的位置，接收接驳指令，其中包含需要对接的站点信息；（2）AMR机器人解析站点信息，寻找对应id，进行点云匹配；（3）当某一组匹配的点云置信度高于阈值后，返回该点云中心点坐标及位姿，AMR机器人前往预对接点，并转向预设朝向(以该位姿停止到该点)；（4）在预对接点，AMR机器人再次进行点云匹配，移动到最终点，执行放货操作；（5）完成后，AMR机器人自主移出接驳点并结束对接。
[0005]其中，步骤（1）中，在AMR机器人接驳前，需要录制一个可以当做特征点的点云(pattern)，或者通过脚本自动生成的一个可以当做特征点的更标准的点云，点云的中心即点云坐标为(0,0,0)的点为AMR机器人最终停止的点，其位姿也是AMR机器人最终停止的位姿；在装卸货的站点处，设置二维码（Apriltag）进行站点编号的识别，如果不需要送往特定站点可以不设置二维码，如果无二维码则是全程无导引；站点编号可以通过其他设备进行标记, 比如easy_aruco、RFid等任何包含信息的标志。
[0006]步骤（2）中，AMR机器人在解析站点信息时，为了在暗光环境下可以识别到Apriltag，启用红外补光灯以支持红外摄像头在暗光或无光条件下进行站点编号识别，旋转并通过摄像头寻找二维码，不同的站点编号对应不同的二维码，在检测到的二维码中提取id，完成对站点编号的区分，找到与编号对应的二维码后，进行点云匹配(GICP)，将扫描到的点云根据相邻点的距离进行聚类分组为子点云，将分组后的一个个子点云与目标点云进行匹配；
当某一组匹配的点云置信度高于阈值后，返回该点云中心点（预对接点）坐标与位姿，如果长时间无法找到目标点云，则自动将点云切换为备用点云继续匹配。
[0007]本专利技术还提供一种AMR机器人对接调度系统，用于上述复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法，包括终端、调度系统及对接系统；所述终端负责监控整个系统的运行情况，同时可以控制AMR机器人需要前往的取货点与放货点，当设置完取货点与放货点以后进入调度系统；所述调度系统负责安排接取任务的AMR机器人以及规划AMR机器人的全局路径，引导AMR机器人前往取货点，在前往取货点的过程中，AMR机器人本体负责进行实时障碍物的计算与躲避，在行进过程中如果遇到走相同路径的AMR机器人，调度系统负责安排AMR机器人进行让行操作，在完成取货后，引导AMR机器人前往放货点；所述对接系统负责完成AMR机器人的对接流程。
[0008]本专利技术的有益效果是：该复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法使用视觉与激光匹配相结合的方式完成接驳，并且无需外界导引，使机器人可以自主完成装卸任务，可以自主避障，部署简单，对接精度高，解决了因无外部导引装置导致的对接精度低的问题。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法的流程图；图2为本专利技术的对接调度系统的结构示意图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0011]如图1所示的一种复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法，包括如下步骤：AMR机器人自主导航到需要接驳的位置，接收接驳指令，其中包含需要对接的站点信息；AMR机器人解析站点信息，旋转并寻找对应id，进行点云匹配（id匹配），如果长时间无法找到目标点云（相似点云），则自动将点云切换为备用点云继续匹配；当某一组匹配的点云置信度高于阈值后，返回该点云中心点坐标与位姿（方向），AMR机器人前往预对接点，并转向预设朝向；在预对接点，AMR机器人再次进行点云匹配(与上一步相同，当一组点云置信度高于阈值后，返回该点云中心点坐标与位姿，机器人前往目标点，完成移动后)，AMR机器人上的顶升机构执行放货操作；完成后，AMR机器人自主移出接驳点并结束对接。
[0012]如图2所示的一种AMR机器人对接调度系统，用于上述复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法，包括终端、调度系统及对接系统；所述终端负责监控整个系统的运行情况，同时可以控制AMR机器人需要前往的取货点与放货点，当设置完取货点与放货点以后进入调度系统；所述调度系统负责安排接取任务的AMR机器人以及规划AMR机器人的全局
路径，引导AMR机器人前往取货点，在前往取货点的过程中，AMR机器人本体负责进行实时障碍物的计算与躲避，在行进过程中如果遇到走相同路径的AMR机器人，调度系统负责安排AMR机器人进行让行操作，在完成取货后，引导机AMR器人前往放货点；所述对接系统负责完成AMR机器人的对接流程。
[0013]下面我们进行具体说明。
[0014]一、前置准备：（1）需要录制一个可以当作特征点的点云(pattern)，在此例中对接站点为U型, 因此录制的点云为U型点云，也可以通过脚本自动生成一个更标准的点云，点云的中心，即点云坐标为(0,0,0)的点将成为机器人最终停止的点，其位姿会也是机器人最终停止的位姿；（2）在装卸货的站点处设置Apriltag进行站点编号的识别(可选)，如果不需要送往特定站点可以不设置Apriltag，如果无Apriltag则是全程无导引；（3）站点编号可以通过其他设备进行标记，比如easy_aruco, RFID等任何包含信息的标志；（4）预对接点可以根据目标点进行设置，如果导航精度足够，也可以放弃预对接点，该点的作用主要是以一个更恰当的位姿将机器人移动到目标点；（5）机器人前往预对接点与目标点的移动分为三步：转向目标点，前往目标点，旋转到目标位姿，因此中间可以设置预对接点以提高系统稳定性。
[0015]（6）站点编号与Apriltag的对应关系保存在云端，在下单时云端将站点编号转换成对应Apriltag的id并发送到机器人；Apriltag包含的信息如下：（1）id号；（2）该Apriltag的三维坐标与位姿信息，在本实施例中只用到了id信息用来区分不同站点，因此可以将该标志更换为其他标志。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）AMR机器人自主导航到需要接驳的位置，接收接驳指令，其中包含需要对接的站点信息；（2）AMR机器人解析站点信息，寻找对应id，进行点云匹配；（3）当某一组匹配的点云置信度高于阈值后，返回该点云中心点坐标及位姿，AMR机器人前往预对接点，并转向预设朝向；（4）在预对接点，AMR机器人再次进行点云匹配，移动到最终点，执行放货操作；（5）完成后，AMR机器人自主移出接驳点并结束对接。2.根据权利要求1所述的复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法，其特征在于：AMR机器人接驳前，录制一个可以当做特征点的点云，或者通过脚本自动生成的一个可以当做特征点的点云，点云的中心即点云坐标为(0,0,0)的点为AMR机器人最终停止的点，其位姿也是AMR机器人最终停止的位姿。3.根据权利要求2所述的复杂场景且无引导情况下的机器人高精度对接方法，其特征在于：在装卸货的站点处，设置二维码进行站点编号的识别，如果不需要送往特定站点可以不设置，如果无二维码则是全程无导引。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董超，贾含笑，舒庆，
申请(专利权)人：江苏贝叶斯机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：