CN110045739A - 一种智能仓储物料机器人、控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于仓储物料运输技术领域，公开了一种智能仓储物料机器人、控制系统及控制方法，导航定位模块对运行路线进行感知、定位和认知；获取仓储搬运机器人的定位位置并进行避障导航；识别模块通过二维码识别技术，识别出要抓取的物料的形状和颜色信息，并将识别到的信息返回给MCU；无线通信模块利用蓝牙通信技术将仓储搬运机器人的电池电量、位置信息、任务信息、工作情况返回给仓库管理中心的计算机控制终端。本发明提供的智能仓储物料搬运机器人的使用有利于降低物流分拣搬运的成本，减少人员的投入，改善物流管理，降低货物搬运损伤的概率，可提高现代物流的分拣效率，促进物流行业的发展。
Description
技术领域
本发明属于仓储物料运输技术领域，尤其涉及一种智能仓储物料机器人、控制系统及控制方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：
在传统物流作业模式中，人力搬运耗时较长，人员工作强度较大，同时人员分拣效率相对较低、错误率相对较高，不能满足电子物流作业多品类、少批量的特征。
智能仓储物料搬运机器人是一种用于设备搬运、自动化装配的搬运机器人，传统的自动导引小车多为牵引式、叉车式之类，体积较大，需要的巷道较宽，不能很好适应现在物流仓库的环境。
传统的搬运机器人需要地面铺设导引带，在仓储环境或是仓储工序发生变化时，很难一次性达到相应的性能要求。
现代物流系统是以传统物流系统为基础，以先进的科学理论和现代科学技术为支撑的物流系统。它要求搬运机器人能够通过感知得到周边环境信息作出实时连续的动态决策，能够在行进过程中进行路径选择与控制，具备长距离运输、任意站点运输等特点。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有技术中，仓储物料搬运机器人物流分拣搬运成本高，货物搬运损伤的概率大，分拣效率低。
而且现有技术的机器人小车不能通过识别任务二维码信息，自动确定物料位置并对物料颜色识别，能自动规划路径后搬运至目的区域，造成工作效率低。
(2)现有技术中的机器人小车不能实现原地旋转，横向移动，任意方向移动，需要转弯的空间较大。且路面不平时有一定的影响。
(3)现有技术中的机器人小车不能实现自身定位尤其是自动路径规划同时导航避障。需要铺设制定的引导带，不能自动避障，有一定的安全隐患。
(4)现有技术中的搬运机器人多为制定高度，指定位置的抓取与放置，当目标位置改变时，难以适应环境需要。
(5)现有技术中会出现运行脱轨或者定位偏差等情况。
解决上述技术问题的难度：
现有技术不能解决二维码的识别、二维码模块与MCU之间的通信以及MCU对接收到数据的解析关键技术。
解决上述技术问题的意义：
本发明采用GM65二维码识别模块利用串口通信对二维码模块进行指令的发送以及数据的返还接收，本发明设计了一种二维码数据解析算法对接收到的数据进行解析与处理。
本发明采用麦克纳姆轮的机械结构同时增加悬挂底盘，可以实现360°任意方向移动与旋转，并采用建模的方式设计了一个速度解析算法，输入X、Y、Z三个轴的速度，即时对各个轮子速度进行解析，并反馈给各个轮子。使用的悬挂底盘可以实现在地面不平时对小车底盘控制，实现四个轮子同时着陆，示意图如图14。
本发明在小车的四个方向使用四个七路灰度传感器，用于自身定位，在8个方向使用8个超声波传感器用于确定障碍物位置，判断自身是否危险，二者结合使用，配合自动路径规划算法实现导航定位，同时实现避障操作或避障报警。
本发明采用6自由度机械臂并对其进行DH建模，用于确定目标物料以及存放区位置，6自由度机械臂灵活性更强，运转更加自由，可以实现全方位立体空间位置物料的抓取与摆放。
本发明利用反接制动原理设计了一种减速制动算法，可以实现快速制动，同时设计了一种位置修正算法可以对机器人停止运行以后位置进行准确修正，极大地提高准确性。算法如图11-图13所示。
同时本发明可以通过任务二维码的更换随时改变任务信息，提高工作效率，可以适应工作任务改变等突发状况，适应性更强。
本发明的结构可以大大缩小运输通道占地面积，尤其弯道区域的占地面积，同时可以增加仓库容量，悬挂底盘的使用同时可以适应地面不平等复杂地面情况。
本发明使用灰度传感器与超声波传感器配合使用进行导航定位同时配合路径规划算法可以实现巡航定位的同时进行避障操作或避障报警。极大地提高了系统的安全性与准确性。
本发明6自由度机械臂使用可以适应目标物体高度位置等的改变，同时可以使用物体存放位置复杂位置较多，较分散等复杂情况。
本发明该算法的设计可以解决导航出轨以及定位不准等多种情况，极大地增加了系统的稳定性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能仓储物料机器人、控制系统及控制方法。
本发明是这样实现的，一种智能仓储物料机器人控制系统，所述智能仓储物料机器人控制系统，包括：
导航定位模块：用于通对运行路线进行感知、定位和认知；获取仓储搬运机器人的定位位置并进行避障导航；
识别模块，通过二维码识别技术，识别出要抓取的物料的形状和颜色信息，并将识别到的信息返回给MCU；
无线通信模块，利用蓝牙通信技术将仓储搬运机器人的电池电量、位置信息、任务信息、工作情况返回给仓库管理中心的计算机控制终端，用于实时了解仓储搬运机器人的状态。
进一步，所述导航定位模块包括：
感知模块，智能仓储物料机器人利用自身携带的八个超声波传感器检测八个方向是否有障碍物存在，同时检测与障碍物的距离，从而达到对周围环境的感知。
定位模块，利用自身携带的四个七路灰度传感器检测地面铺设的黑色引导线，并通过对各个方向检测到黑线的根数来确定自身的位置，计算自身所在位置坐标，从而达到定位的目的。
认知模块，通过超声波传感器与灰度传感器组合使用检测自身位置以及周围是否存在障碍物，达到对环境认知，从而决定下一步是继续移动还是避障操作。
进一步，所述识别模块包括PI XY模块，用于对物体进行颜色识别并反馈坐标；
识别抓取模块，用于控制机械爪对物料进行识别抓取和放置。
本发明的另一目的在于提供一种所述智能仓储物料机器人控制系统的智能仓储物料机器人控制方法，所述智能仓储物料机器人控制方法包括：
使用PID偏差控制算法，舵机控制算法，物料识别与抓取算法，位置修正算法，无线通信技术以及多传感器融合技术，实现物料识别与搬运、导航定位、安全避障、无线通信。
PID偏差控制算法：由灰度传感器获得路径的偏差信息，得到当前机器人的速度给定值，再由编码器对轮子进行速度检测得到速度的实际值，实际值减给定值得到速度的偏差，再由速度和位置PID双闭环控制，实现精确导航；
物料抓取算法：由摄像头检测到物料的位置后，通过对舵机进行和物料进行建模，得到舵机的模型，设计舵机的移动和控制算法，使的舵机准确抓住物料；
物料颜色识别算法：利用PIXY颜色识别技术，对物料颜色进行事先标记，在任务中对物料进行颜色识别与事先标记的颜色进行对比，将得到的数据返回给MCU，通过PIXY数据解析算法对接收到的信息进行筛选，得到需要的颜色信息。
位置修正算法：同时结合灰度传感器与超声波传感器配合使用利用多传感器融合技术实现机器人精确定位，在机器人到达指定位置停止移动以后利用位置修正算法，机器人前后左右四个方向的灰度传感器检测当前的机器人位置偏差，对四个方向的位置偏差进行修正，从而实现位置的准确控制，对之前产生的误差进行矫正。
通过二维码识别算法利用串口通信对二维码模块进行指令控制以及返回的数据分析处理，得到需要的任务信息。
利用Denavit-Hartenberg(D-H)模型方法对机械臂建立一个DH模型，首先给每个关节指定一个参考坐标系，然后，确定从一个关节到下一个关节(一个坐标到下一个坐标)来进行变换的步骤。使用舵机控制算法，对目标物体实现准确的抓取与放置。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述智能仓储物料机器人控制方法的智能仓储物料机器人，所述智能仓储物料机器人包括：
控制器；
与控制器连接，能够实现麦克纳姆轮直线行走、直角转弯的电机；
与控制器连接，用于旋转进行一定距离内任意位置物料的抓取和放置的机械爪；
与控制器连接，安装在仓储物料搬运机器人本体四周，用于定位的灰度传感器；
与控制器连接，用于识别出要抓取的物料的形状和颜色信息的摄像头；
与控制器连接，显示识别任务信息的显示屏；
与控制器连接，安装在仓储物料搬运机器人本体上，用于进行避障导航的超声波传感器。
进一步，控制器包括：
最小系统模块电路、电源管理模块电路、运动控制模块电路、无线通信模块接口电路、安全避障模块接口电路以及印制电路板。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述的智能仓储物料机器人控制系统的物料处理机器人。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述的智能仓储物料机器人控制系统的酒店搬货机器人。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述的智能仓储物料机器人控制系统的军事领域货物搬运机器人。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述的智能仓储物料机器人控制系统的危险场所货物搬运机器人。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明提供的智能仓储物料搬运机器人的使用有利于降低物流分拣搬运的成本，减少人员的投入，改善物流管理，降低货物搬运损伤的概率，可提高现代物流的分拣效率，促进物流行业的发展。此外，智能仓储物料搬运机器人的相关技术还可用于其他领域，包括：物料处理领域、酒店搬货领域、军事以及危险场所领域等。由此可见，设计并实现一种基于物流行业的智能仓储物料搬运机器人具有很高的研究价值和良好的社会使用效益。本发明提供的机器人小车可以通过识别任务二维码信息，自动确定物料位置并对物料颜色识别，自动规划路径后搬运至目的区域。
本发明进行了颜色识别实验，具体有：颜色识别模块都是通过滤波器对返回的光线进行处理，一般返还RGB的值用于颜色判定，受光线影响较大，为了检测颜色识别模块PIXY在光线不足情况下的准确性与稳定性，对颜色识别模块进行了红绿蓝三种颜色的测试验证，试验共3组，实验前使用PIXY的颜色标签功能对红绿蓝三种颜色分别进行了颜色标定，红绿蓝三种颜色标定的颜色标签依次为1、2、3，使用PIXY的上位机PixyMon进行实验结果显示，PIXY与PixyMon利用USB数据线连接共同搭建实验平台，试验过程如图15所示。
为模拟更真实的环境，试验在光线稍暗的室内进行，且未对物体补光，PIXY仍能稳定识别摄像头所采集图像上三种物体的颜色，实验结果有效验证了PIXY模块在光线不足的情况下的稳定性和准确性。
本发明还进行了放置精度试验：为了保证物块放置位置的准确，在物块放置前的位置我们增加了矫正定位程序，确保机器人每次都能停在同一个位置防止物块，从而保证放置位置的准确。为了验证搬运机器人对物料放置的准确性，分别将三种颜色的物体放在等待抓取的物料提取区，物料存放区采用十个同心圆进行模拟，对机器人的抓取和放置精度进行测试，先后用粗细不同的两种物体进行了两组实验，实验过程及结果图16所示.
表1.物块放置准确度实验数据
图16为物块放置前和放置后的位置，表1为实验所得数据，两次实验对6个物块的放置相对比较准确，误差较小，最大的误差也是压在10的线上，放置位置也比较稳定，物体是从平台放置到地面，实验不仅验证了机器人放置物块位置的准确性和稳定性，也有效的验证了机器人机械臂的灵活性和准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的智能仓储物料机器人控制系统示意图。
图2是本发明实施例提供的能仓储物料机器人的电机及纳姆轮放置示意图。
图3是本发明实施例提供的机械爪示意图。
图4是本发明实施例提供的智能仓储物料机器人控制方法流程图。
图5是本发明实施例提供的最小系统模块电路图。
图6是本发明实施例提供的电源管理模块电路图。
图7是本发明实施例提供的运动控制模块电路图。
图8是本发明实施例提供的无线通信模块接口电路图。
图9是本发明实施例提供的安全避障模块接口电路图。
图10是本发明实施例提供的以及印制电路板图。
图中：a、印制电路板正面图；b、印制电路板反面图。
图11是本发明实施例提供的位置修正算法可以对机器人停止运行以后位置进行准确修正中传感器分布图；
图12是本发明实施例提供的位置修正算法可以对机器人停止运行以后位置进行准确修正中位置修正整体流程图。
图13是本发明实施例提供的位置修正算法可以对机器人停止运行以后位置进行准确修正中后方修正程序框图。
图14是本发明实施例提供的麦克纳姆轮的机械结构同时增加悬挂底盘示意图。
图15是本发明实施例提供的为3个物体三种颜色的测试试验图。
图16是本发明实施例提供的抓取精度测试实验图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术中，仓储物料搬运机器人物流分拣搬运成本高，货物搬运损伤的概率大，分拣效率低。而且现有技术的机器人小车不能通过识别任务二维码信息，自动确定物料位置并对物料颜色识别，能自动规划路径后搬运至目的区域，造成工作效率低。
为解决上述问题，下面结合附图对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的智能仓储物料机器人控制系统，包括：
导航定位模块：如何导航是所有移动机器人面临的核心问题。成功的导航需要三个模块：感知，定位和认知。智能仓储物料搬运机器人采用灰度传感器导航与超声波传感器避障配合使用的策略，前后左右四个方向各安装一个7路灰度传感器，八个方向各安装1个超声波传感器。灰度传感器与红外传感器相比，在少量反光的条件下以及其他一些表面光滑的材质上任然可以使用，稳定性更强。由于麦克纳姆轮对地面要求较高，所以四个方向安装灰度传感器，可以用于精确定位，同时由于麦克纳姆轮可以任意方向移动，因此四个方向都安装有灰度传感器，也可以用作多方向导航。在灰度传感器作为主要定位方式的同时又可以使用超声波传感器进行避障导航。与传统的AGV小车相比，更加智能，更加安全。确保仓储搬运机器人的正常行驶及周围人员和物品的安全，智能避障技术是仓储机器人可靠性保障之一。
识别模块：通过二维码识别技术，识别出要抓取的物料的形状和颜色信息，并将识别到的信息返回给MCU，同时将识别到的任务发送到显示屏，方便随时查看当前任务，再通过摄像头对物料的颜色和形状进行识别，智能仓储物料搬运机器人使用PI XY模块对物体进行颜色识别并反馈坐标。最后设计机械爪的运动控制算法对物料进行识别抓取和放置。
无线通信模块：利用蓝牙通信技术将智能机器人小车的电池电量、位置信息、任务信息、工作情况等信息返回给仓库管理中心的计算机控制终端，用于实时了解机器人小车的状态。
在本发明实施例中，所述导航定位模块包括：
感知模块，智能仓储物料机器人利用自身携带的八个超声波传感器检测八个方向是否有障碍物存在，同时检测与障碍物的距离，从而达到对周围环境的感知。
定位模块，利用自身携带的四个七路灰度传感器检测地面铺设的黑色引导线，并通过对各个方向检测到黑线的根数来确定自身的位置，计算自身所在位置坐标，从而达到定位的目的。
认知模块。通过超声波传感器与灰度传感器组合使用检测自身位置以及周围是否存在障碍物，达到对环境认知，从而决定下一步是继续移动还是避障操作。
在本发明实施例中，所述识别模块包括PI XY模块，用于对物体进行颜色识别并反馈坐标；
识别抓取模块，用于控制机械爪对物料进行识别抓取和放置。
下面结合智能仓储物料机器人的硬件对本发明作进一步描述。
本发明实施例提供的智能仓储物料机器人，根据实际功能需求，针对机器人的工作环境，设计了一种惯性测量技术、二维码识别技术与灰度循迹技术相结合的室内导航定位方式的智能仓储物料机器人，完成了以STM32为核心的控制系统硬件电路设计，主要包括：最小系统模块电路设计、电源管理模块电路设计、运动控制模块电路、无线通信模块接口电路设计以及安全避障模块接口电路设计，并完成了印制电路板的设计与制作。
如图2-图3所示，本发明提供的智能仓储物料机器人包括：
控制器；
与控制器连接，能够实现麦克纳姆轮直线行走、直角转弯的电机；
与控制器连接，用于旋转进行一定距离内任意位置物料的抓取和放置的机械爪；
与控制器连接，安装在仓储物料搬运机器人本体四周，用于定位的灰度传感器；
与控制器连接，用于识别出要抓取的物料的形状和颜色信息的摄像头；
与控制器连接，显示识别任务信息的显示屏；
与控制器连接，安装在仓储物料搬运机器人本体上，用于进行避障导航的超声波传感器。
控制器包括：
最小系统模块电路(如图5)、电源管理模块电路(如图6)、运动控制模块电路(如图7)、无线通信模块接口电路(如图8)、安全避障模块接口电路(如图9)以及印制电路板(如图10)。
在本发明实施例中，物料搬运机器人需要在狭窄，平坦的工作环境下作业。因此需要合理设计仓储机器人的机械结构，使其能够实现直线行走、直角转弯、举起放下货物等功能。本发明的智能仓储物料搬运机器人使用四个麦克纳姆轮并使用四个电机驱动，如图2所示，在给四个轮子提供足够动力驱动的保障下，智能仓储物料搬运机器人可以实现任意方向的移动，并且可以实现原地360°任意角度转弯，与传统机器人相比，在大大减小通道面积的同时又可以减少大量转弯时浪费的时间。物料的抓取部分使用6个自由度的机械爪(如图3)，可以实现车体原地不动，机械爪270°旋转进行物料的抓取和放置，采用多自由度的机械爪进行物料的抓取和放置可以实现一定距离内任意位置物料的抓取。
下面结合智能仓储物料机器人的控制方法对本发明作进一步描述。
本发明提供一种智能仓储物料机器人控制方法，智能仓储物料机器人控制方法使用了PID偏差控制算法，舵机控制算法，物料识别与抓取算法，位置修正算法，无线通信技术以及多传感器融合技术，实现物料识别与搬运、导航定位、安全避障、无线通信。
采用PID偏差控制算法结合编码器对轮子进行速度闭环控制达到速度位置PID双闭环控制，实现精确导航；同时结合灰度传感器与超声波传感器配合使用利用多传感器融合技术实现机器人精确定位，在机器人到达指定位置停止移动以后利用位置修正算法，对小车进行四个方向位置的修正，从而实现位置的准确控制，对之前产生的误差进行矫正。通过二维码识别算法利用串口通信对二维码模块进行指令控制以及返回的数据分析处理，得到需要的任务信息。利用PIXY颜色识别技术，对物料颜色进行事先标记，在任务中对物料进行颜色识别与事先标记的颜色进行对比，将得到的数据返回给MCU，通过PIXY数据解析算法对接收到的信息进行筛选，得到需要的颜色信息。同时利用对机械臂建立的DH模型，使用舵机控制算法，实现对目标物体实现准确的抓取与放置。
在本发明智能仓储物料机器人控制方法中，如图4所示，本发明基于STM32的一个智能物料机器人，系统软件包括任务信息的获取与处理，导航定位，物料识别，无线通信等多个模块。
在很多地方都用到了辅助程序，例如遇到障碍物自动避障，寻迹导航时使用PID偏差控制，在停车前利用反接制动原理增加刹车程序，物料颜色识别时只识别并追踪标记过的颜色，返回其坐标值，在机械臂接近物料时防止速度过快出现意外，增加减速程序，但其他时间为提高工作效率可以快速移动定位。由于麦克纳姆轮对地面的要求较高，所以在移动时容易打滑，所以增加有矫正程序，并根据实际情况给每个轮子不同的补偿量。
本发明实施例提供的基于STM32的智能物料搬运机器人，使用了PID偏差控制算法，舵机控制算法，物料识别与抓取算法，无线通信技术以及多传感器融合技术等，实现了物料识别与搬运、导航定位、安全避障、无线通信等功能。能够达到智能仓储物料识别搬运的要求，为现代化智能仓储技术的发展奠定了一定的基础。
本发明采用GM65二维码识别模块利用串口通信对二维码模块进行指令的发送以及数据的返还接收，本发明设计了一种二维码数据解析算法对接收到的数据进行解析与处理。
本发明采用麦克纳姆轮的机械结构同时增加悬挂底盘，可以实现360°任意方向移动与旋转，并采用建模的方式设计了一个速度解析算法，输入X、Y、Z三个轴的速度，即时对各个轮子速度进行解析，并反馈给各个轮子。使用的悬挂底盘可以实现在地面不平时对小车底盘控制，实现四个轮子同时着陆，示意图如图14。
本发明在小车的四个方向使用四个七路灰度传感器，用于自身定位，在8个方向使用8个超声波传感器用于确定障碍物位置，判断自身是否危险，二者结合使用，配合自动路径规划算法实现导航定位，同时实现避障操作或避障报警。
本发明采用6自由度机械臂并对其进行DH建模，用于确定目标物料以及存放区位置，6自由度机械臂灵活性更强，运转更加自由，可以实现全方位立体空间位置物料的抓取与摆放。
本发明利用反接制动原理设计了一种减速制动算法，可以实现快速制动，同时设计了一种位置修正算法可以对机器人停止运行以后位置进行准确修正，极大地提高准确性。算法如图11-图13所示。
同时本发明可以通过任务二维码的更换随时改变任务信息，提高工作效率，可以适应工作任务改变等突发状况，适应性更强。
下面结合具体实验对本发明作进一步描述。
颜色识别实验
颜色识别模块都是通过滤波器对返回的光线进行处理，一般返还RGB的值用于颜色判定，受光线影响较大，为了检测颜色识别模块PIXY在光线不足情况下的准确性与稳定性，对颜色识别模块进行了红绿蓝三种颜色的测试验证，试验共3组，实验前使用PIXY的颜色标签功能对红绿蓝三种颜色分别进行了颜色标定，红绿蓝三种颜色标定的颜色标签依次为1、2、3，使用PIXY的上位机PixyMon进行实验结果显示，PIXY与PixyMon利用USB数据线连接共同搭建实验平台，试验过程如图15所示。
为模拟更真实的环境，试验在光线稍暗的室内进行，且未对物体补光，PIXY仍能稳定识别摄像头所采集图像上三种物体的颜色，实验结果有效验证了PIXY模块在光线不足的情况下的稳定性和准确性。
放置精度试验：
为了保证物块放置位置的准确，在物块放置前的位置我们增加了矫正定位程序，确保机器人每次都能停在同一个位置防止物块，从而保证放置位置的准确。为了验证搬运机器人对物料放置的准确性，分别将三种颜色的物体放在等待抓取的物料提取区，物料存放区采用十个同心圆进行模拟，对机器人的抓取和放置精度进行测试，先后用粗细不同的两种物体进行了两组实验，实验过程及结果如图16所示。
表1.物块放置准确度实验数据
图16为物块放置前和放置后的位置，表1为实验所得数据，两次实验对6个物块的放置相对比较准确，误差较小，最大的误差也是压在10的线上，放置位置也比较稳定，物体是从平台放置到地面，实验不仅验证了机器人放置物块位置的准确性和稳定性，也有效的验证了机器人机械臂的灵活性和准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能仓储物料机器人控制系统，其特征在于，所述智能仓储物料机器人控制系统，包括：
导航定位模块：用于通对运行路线进行感知、定位和认知；获取仓储搬运机器人的定位位置并进行避障导航；
识别模块，通过二维码识别技术，识别出要抓取的物料的形状和颜色信息，并将识别到的信息返回给MCU；
无线通信模块，利用蓝牙通信技术将仓储搬运机器人的电池电量、位置信息、任务信息、工作情况返回给仓库管理中心的计算机控制终端，用于实时了解仓储搬运机器人的状态。
2.如权利要求1所述的智能仓储物料机器人控制系统，其特征在于，所述导航定位模块包括：
感知模块，利用自身携带的八个超声波传感器检测八个方向是否有障碍物存在，同时检测与障碍物的距离，实现对周围环境的感知；
定位模块，利用携带的四个七路灰度传感器检测地面铺设的黑色引导线，并通过对各个方向检测到黑线的根数确定位置，计算所在位置坐标，实现定位；
认知模块，通过超声波传感器与灰度传感器组合使用检测位置以及周围是否存在障碍物，实现对环境认知，判定下一步是继续移动还是避障操作。
3.如权利要求1所述的智能仓储物料机器人控制系统，其特征在于，所述识别模块包括PI XY模块，用于对物体进行颜色识别并反馈坐标；
识别抓取模块，用于控制机械爪对物料进行识别抓取和放置。
4.一种如权利要求1所述智能仓储物料机器人控制系统的智能仓储物料机器人控制方法，其特征在于，所述智能仓储物料机器人控制方法包括：
采用PID偏差控制算法结合编码器对轮子进行速度闭环控制进行速度位置PID双闭环控制，实现精确导航；同时结合灰度传感器与超声波传感器配合使用利用多传感器融合技术实现机器人精确定位，在机器人到达指定位置停止移动以后利用位置修正算法，对小车进行四个方向位置的修正，进行位置的控制，并对产生的误差进行矫正；
通过二维码识别算法利用串口通信对二维码模块进行指令控制以及返回的数据分析处理，得到需要的任务信息；
利用PIXY颜色识别技术，对物料颜色进行事先标记，在任务中对物料进行颜色识别与事先标记的颜色进行对比，将得到的数据返回给MCU，通过PIXY数据解析算法对接收到的信息进行筛选，得到需要的颜色信息；
利用Denavit-Hartenberg(D-H)模型方法对机械臂建立一个DH模型，首先给每个关节指定一个参考坐标系，然后，确定从一个关节到下一个关节进行变换的步骤；使用舵机控制算法，对目标物体进行准确的抓取与放置。
5.一种实施权利要求4所述智能仓储物料机器人控制方法的智能仓储物料机器人，其特征在于，所述智能仓储物料机器人包括：
控制器；
与控制器连接，能够实现麦克纳姆轮直线行走、直角转弯的电机；
与控制器连接，用于旋转进行一定距离内任意位置物料的抓取和放置的机械爪；
与控制器连接，安装在仓储物料搬运机器人本体四周，用于定位的灰度传感器；
与控制器连接，用于识别出要抓取的物料的形状和颜色信息的摄像头；
与控制器连接，显示识别任务信息的显示屏；
与控制器连接，安装在仓储物料搬运机器人本体上，用于进行避障导航的超声波传感器。
6.如权利要求5所述的智能仓储物料机器人，其特征在于，控制器包括：
最小系统模块电路、电源管理模块电路、运动控制模块电路、无线通信模块接口电路、安全避障模块接口电路以及印制电路板。
7.一种搭载权利要求1所述的智能仓储物料机器人控制系统的物料处理机器人。
8.一种搭载权利要求1所述的智能仓储物料机器人控制系统的酒店搬货机器人。
9.一种搭载权利要求1所述的智能仓储物料机器人控制系统的军事领域货物搬运机器人。
10.一种搭载权利要求1所述的智能仓储物料机器人控制系统的危险场所货物搬运机器人。
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