CN110597266A - 基于二维码的机器人路径动态规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二维码的机器人路径动态规划方法，S1，调度控制系统根据二维码生成地图及目标路径；S2，机器人实时检测二维码；S3，更新当前二维码的识别率，若识别率小于或等于阀值R_low,进入S4，若识别率大于阀值R_low，进入S5；S4，将二维码从地图中移除，机器人继续按照目标路径向目标点行驶，返回S2；S5，将二维码加入地图，机器人向调度控制系统反馈二维码测量信息，机器人继续按照目标路径向目标点行驶，返回S2。本发明将识别率低的二维码作为无效点，调度控制系统在为后续机器人规划路径时将绕开无效点，从而提高机器人的运行精度，降低故障风险。

Description

基于二维码的机器人路径动态规划方法

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种基于二维码的机器人路径动态规划方法。

背景技术

基于二维码导航的仓储物流机器人接收调度中心下发的路径，按照规划路径行驶，以将货物运输到指定位置。仓储物流机器人沿规划路径行驶时，通过识别路径中粘贴的地面二维码实现绝对位置定位。机器人每次经过二维码时通过识别二维码来修正当前的位置和姿态，保证后续能够沿规定路径行驶。

当二维码因污损、遮挡等原因未被机器人识别时，机器人行驶到当前二维码位置时，则无法进行位姿修正，继而会导致后续行驶的累计误差持续增加，有偏离轨道和碰撞旁边障碍物的风险。此外，二维码在长时间使用后，识别率也会降低，继而导致机器人运行精度下降、故障风险提高。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于二维码的机器人路径动态规划方法，根据当前二维码的识别率来动态调整机器人的行驶路径，以提高机器人的运行精度、降低故障风险。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种基于二维码的机器人路径动态规划方法，包括以下步骤：

步骤S1，调度控制系统根据二维码生成地图，设定起始点和目标点、并在所述起始点和所述目标点之间生成目标路径；

步骤S2，所述调度控制系统控制所述机器人根据所述目标路径从所述起始点向所述目标点行驶，行驶过程中所述机器人通过二维码识别装置实时检测地面上的所述二维码；

步骤S3，更新当前所述二维码的识别率，若所述二维码的识别率小于或等于阀值R_low,进入步骤S4，若所述二维码的识别率大于阀值R_low，进入步骤S5；

步骤S4，将所述二维码从所述地图中移除，所述机器人向所述调度控制系统反馈二维码检测信息，所述机器人继续按照所述目标路径向所述目标点行驶，返回所述步骤S2；

步骤S5，将所述二维码加入所述地图，所述机器人向所述调度控制系统反馈二维码测量信息，所述机器人继续按照所述目标路径向所述目标点行驶，返回所述步骤S2。

进一步的，所述机器人上设有陀螺仪和编码器，所述陀螺仪用于检测所述机器人的角度信息、并上传至所述调度控制系统，所述编码器用于检测所述机器人的里程计信息、并上传至所述调度控制系统，所述调度控制系统根据所述角度信息、所述里程计信息及所述二维码测量信息调整所述机器人的运行。

进一步的，在所述步骤S3中“若所述二维码的识别率大于阀值R_low，进入步骤S5”还包括以下步骤：

步骤S3.1，若所述二维码的识别率大于阀值R_low、且小于或等于阀值R_high，将所述二维码测量信息的权重设为P1；

步骤S3.2，若所述二维码的识别率大于阀值R_high、且小于或等于1，将所述二维码测量信息的权重设为P2；

所述P1小于所述P2。

进一步的，所述P1小于所述角度信息和所述里程计信息的权重之和；

所述P2大于所述角度信息和所述里程计信息的权重之和。

进一步的，所述调度控制系统在生成所述目标路径时优先选用识别率高的二维码。

进一步的，在所述步骤S4中还包括：所述机器人向所述调度控制系统反馈二维码测量信息，将所述二维码测量信息的权重设于0。

进一步的，在所述步骤S2和所述步骤S3中还包括步骤S6，所述步骤S6包括：

判断所述机器人经过二维码区域时是否识别到所述二维码，若否，进入步骤S7，若是，进入所述步骤S3。

进一步的，所述步骤S7包括：

更新当前所述二维码的识别率，所述机器人继续按照所述目标路径向所述目标点行进。

进一步的，所述二维码的识别率小于或等于阀值R_low时，所述调度控制系统发出警报。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本发明将识别率小于或等于阀值R_low的二维码从地图中移除，也即将识别率低的二维码作为无效点，将识别率大于阀值R_low的二维码加入地图，也即将识别率高的二维码作为有效点，调度控制系统在为后续机器人规划路径时将绕开无效点，利用有效点规划出最佳路径、以控制机器人到达目标点，从而提高机器人的运行精度，使机器人顺利到达目标点，且能够有效避免撞击障碍物，降低故障风险。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于二维码的机器人路径动态规划方法实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

本发明公开一种基于二维码的机器人路径动态规划方法，在起始点和目标点之间的地面上间隔粘贴有多个二维码，机器人在行驶过程中将利用自身配置的二维码识别装置实时检测二维码，并将二维码检测信息反馈至调度控制系统。机器人上还配置有陀螺仪和编码器，陀螺仪用于检测机器人的角度信息、并上传至调度控制系统，编码器用于检测机器人的里程计信息、并上传至调度控制系统。调度控制系统根据角度信息、里程计信息及二维码测量信息调整机器人的运行，调度控制系统为角度信息、里程计信息及二维码测量信息配置不同的权重，以规划出最佳的目标路径来调整机器人的运行。

本实施例包括以下步骤，参照图1：

首先在地面上以一定距离间隔地粘贴二维码。

步骤S1，调度控制系统根据二维码生成地图，设定起始点和目标点、并生成目标路径；

步骤S2，调度控制系统控制机器人沿着目标路径从起始点向目标点运行，机器人在行驶过程中通过二维码识别装置实时检测地面上的二维码，；

步骤S3，更新当前二维码的识别率，若二维码的识别率小于或等于阀值R_low,进入步骤S4，若二维码的识别率大于阀值R_low，进入步骤S5；

步骤S4，将二维码从地图中移除，机器人向调度控制系统反馈二维码测量信息，机器人继续按照目标路径向目标点运行，返回步骤S2；

步骤S5，将二维码加入地图，机器人向调度控制系统反馈二维码测量信息，调度控制系统根据二维码测量信息调整机器人的运行，返回步骤S2。

其中，步骤S4中将识别率小于或等于阀值R_low的二维码从地图中移除，也即将识别率低的二维码设定为无效点，步骤S5中将识别率大于阀值R_low的二维码加入地图，也即将识别率高的二维码设定为有效点。调度控制系统在为后续机器人规划路径时将绕开无效点，利用有效点规划出最佳路径，以提高后续机器人的运行精度，使后续机器人能够顺利到达目标点，且能够有效避免撞击障碍物，降低故障风险。

进一步的，对于识别率大于阀值R_low的二维码，调度控制系统在为后续机器人生成目标路径时，会根据识别率的大小来为二维码测量信息配置不同的权重，再结合角度信息和里程计信息来综合调整后续机器人的运行。

具体的，在步骤S3中“若二维码的识别率大于阀值R_low，进入步骤S5”还包括以下步骤：

步骤S3.1，若二维码的识别率大于阀值R_low、且小于或等于阀值R_high，将二维码测量信息的权重设为P1；

步骤S3.2，若二维码的识别率大于阀值R_high、且小于或等于1，将二维码测量信息的权重设为P2；

P1小于P2。

进一步的，本实施例中，当R_low﹤R≤R_high时，设定二维码测量信息的权重P1小于角度信息和里程计信息的权重之和，此时，后续机器人在经过该二维码时在进行位姿调整时更加信任陀螺仪和编码器反馈的信息。当R_high﹤R≤1时，设定二维码测量信息的权重P2大于角度信息和里程计信息的权重之和，此时，后续机器人在经过该二维码进行位姿调整时更加信任二维码反馈的信息。

本实施例中，对于地图内的有效点，也即识别率大于阀值R_low的二维码，调度控制系统在为后续机器人生成目标路径时优先选用识别率高的二维码，以形成最佳目标路径。

进一步的，在步骤S4中还包括：机器人向调度控制系统反馈二维码测量信息，将二维码测量信息的权重设于0。也即，对于R≤R_low的二维码，虽然机器人扫描到了二维码，也向调度控制系统反馈了二维码检测信息，但是为了使目标路径更加准确，调度控制系统在为后续机器人规划路径时将不采用识别率低于阀值的二维码的检测信息，而是完全采用陀螺仪和编码器的反馈信息。

实际应用中，二维码除了因为识别率低而影响机器人运行路径以外，二维码由于外物遮盖等原因同样也会造成因机器人扫描不到二维码而影响运行的情况。针对此种情况，本实施例中，在步骤S2和步骤S3中还包括步骤S6，步骤S6包括：判断机器人经过二维码区域时是否识别到二维码，若否，进入步骤S7，若是，进入步骤S3。也即，如果机器人经过二维码区域而没有扫描到二维码则进入步骤S7，步骤S7中更新当前二维码的识别率，机器人继续按照目标路径向目标点运行。

S7中需要注意的是，二维码由于外物遮挡等原因导致机器人无法识别到该二维码，此时无法确定该二维码在调度控制系统中是属于无效点还是有效点，所以不能够盲目地将该二维码从地图中移除。而当后续机器人再次经过该二维码时，可能存在遮挡物移除将二维码露出的情况，此时后续机器人又能够重新扫描到二维码，此时进入步骤S3即可。

上述任一实施例中，当二维码的识别率低于或等于阀值R_low时，调度控制系统将发出警报，以提醒用户及时更换识别率低的二维码，以提高机器人的运行精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，调度控制系统根据二维码生成地图，设定起始点和目标点、并在所述起始点和所述目标点之间生成目标路径；

步骤S2，所述调度控制系统控制所述机器人根据所述目标路径从所述起始点向所述目标点行驶，行驶过程中所述机器人通过二维码识别装置实时检测地面上的所述二维码；

步骤S3，更新当前所述二维码的识别率，若所述二维码的识别率小于或等于阀值R_low,进入步骤S4，若所述二维码的识别率大于阀值R_low，进入步骤S5；

步骤S4，将所述二维码从所述地图中移除，所述机器人向所述调度控制系统反馈二维码检测信息，所述机器人继续按照所述目标路径向所述目标点行驶，返回所述步骤S2；

步骤S5，将所述二维码加入所述地图，所述机器人向所述调度控制系统反馈二维码测量信息，所述机器人继续按照所述目标路径向所述目标点行驶，返回所述步骤S2。

2.根据权利要求1所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

所述机器人上设有陀螺仪和编码器，所述陀螺仪用于检测所述机器人的角度信息、并上传至所述调度控制系统，所述编码器用于检测所述机器人的里程计信息、并上传至所述调度控制系统，所述调度控制系统根据所述角度信息、所述里程计信息及所述二维码测量信息调整所述机器人的运行。

3.根据权利要求2所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

在所述步骤S3中“若所述二维码的识别率大于阀值R_low，进入步骤S5”还包括以下步骤：

步骤S3.1，若所述二维码的识别率大于阀值R_low、且小于或等于阀值R_high，将所述二维码测量信息的权重设为P1；

步骤S3.2，若所述二维码的识别率大于阀值R_high、且小于或等于1，将所述二维码测量信息的权重设为P2；

所述P1小于所述P2。

4.根据权利要求3所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

所述P1小于所述角度信息和所述里程计信息的权重之和；

所述P2大于所述角度信息和所述里程计信息的权重之和。

5.根据权利要求3所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

所述调度控制系统在生成所述目标路径时优先选用识别率高的二维码。

6.根据权利要求3所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

在所述步骤S4中还包括：所述机器人向所述调度控制系统反馈二维码测量信息，将所述二维码测量信息的权重设于0。

7.根据权利要求1所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

在所述步骤S2和所述步骤S3中还包括步骤S6，所述步骤S6包括：

判断所述机器人经过二维码区域时是否识别到所述二维码，若否，进入步骤S7，若是，进入所述步骤S3。

8.根据权利要求7所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

所述步骤S7包括：

更新当前所述二维码的识别率，所述机器人继续按照所述目标路径向所述目标点行进。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于二维码的机器人路径动态规划方法，其特征在于，

所述二维码的识别率小于或等于阀值R_low时，所述调度控制系统发出警报。