CN112454352A - 自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，获取传感器的传输来的目标指令，对目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据，使调整控制器控制执行机构伸缩杆，达到目标数据对应的平面的位置。获取导航装置传输来的三维数据，对三维数据进行转换处理，得到二维数据，并行地对驱动控制器、方向控制器下达驱动、转向指令；使移动装置万向轮组件开始转动，使方向控制器控制万向轮组件转方向，实现了移动和导航方向的控制。采用了“找平”技术，且车体上的设备或货物、不会倾倒。它把自动导航导引移动和自主移动的导航设备的位姿，由3D变为了2D或接近2D。导航导引移动或自主移动的定位精度、速度也能大大的提高。

Description

自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质

技术领域

本发明涉及导航和找平的技术领域，具体涉及自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质。

背景技术

现在的移动机器人，在移动方式上分为两类:一是用人直接操作(指手接触)机器人或用人遥控操作。一是其自动导航导引及自主移动。无论哪种方式，此处选“身体”支撑点的“脚”(轮式、履带等)有≧3个的。现在的移动机器人，“手”的功能是否有“找平”技术上又分两类:一类有，一类无。在有“找平”技术类又分末端“找平”和机械手的基座底面固定在一个自身能自动“找平”的机器人的“身”体上。“找平”的定义，使物体处于同一平面(水平面、垂直面、斜面)。移动机器人在一次“找平”时，所得是一个小面积平面，通过多次“找平”能得到一个大的“找平”面。此时，由于移动机器人的移动，有的是工人用手直接操作，有的是工人用遥控器间接操作，有的是移动机器人自动导航导引移动及自主移动。现出现的机器人“找平”，均会造成小面与小面之间的缝隙精度不高，即过大、过小、一头大一头小等，且费时、费力。这就出现了担心与我们所需的要求不符合的问题。(当然，若干小平面通过图像拼结技术而得的找平面，缝隙精度会好点)。另外，采用自动导航导引移动及自主移动的机器人，其无论采用何种导航导引方式（如:电磁、磁带（钉）、激光、光学、视觉、超声波、GPS、惯性等导航导引），由于其往往是在凹凸面上的移动，其重复导航定位的精度，导航导引硬件及软件系统设备的选用，采用何种导航定位控制（如:PID控制、最优控制、模糊控制、神经网络控制等）算法，也无论采用有无地图来导航（如:基于地图来导航或基于创建地图来导航或无地图导航等）。导航速度等，大都会受制于凹凸面的起伏度的影响，且还担心导航导引移动的车体所载设备或货物倾倒的问题。还有个问题是，有的移动机器人，它本身需要“找平”技术这一功能，其研发者究不知道如何才能“找平”。“找平”技术有多种，如:有的在末端执行器用超声波传感器技术来“找平”，有的末端执行器用图像传感器技术来“找平”，(包括轮廓传感器)，有的用机械手的基座底面固定在“身体”能自动“找平”的机器人上来“找平”，(该“找平”用的是一个或多个激光接收器类和一个或多个水平传感器类。该“找平”装置直接固定在移动机构。该机器人的移动为工人直接操作或间接遥控)。有的机械手的基座底面固定在“身体”能自动“找平”的机器人上来“找平”，(该“找平”用的是≧3个激光接收器类的传感器。该“找平”装置也直接固定在移动机构)。还有的在末端执行器来“找平”，(该“找平”用的是一个或多个激光接收器类和一个或多个水平传感器类传感器，水平传感器类用于旋转平面的X、Y轴或其中一轴。该机器人的移动方式为自动导航导引或自主移动，即不用工人控制。)上述有的找平装置的光源，要能匹配对应的光电传感器，通过对应的控制系统，最终把光能转换为电能、信号、数据等去控制执行机构如伸缩杆的伸缩。在以一个或多个光电传感器通过对应的控制系统、来控制一个或多个对应的执行机构如伸缩杆后，其余的伸缩杆以水平传感器通过对应的控制系统来控制，此时，水平传感器的输出信号、数据等是由光电传感器通过对应的控制系统控制的对应伸缩杆的位置来决定的，本专利找平也含此法。执行机构可输出为位移的，也可输出为力矩的。既可为电动的、液动的，也可为气动的。

现自动导航导引机器人如RGV、AGV、IGV等和自主移动机器人AMR等，它们的结构及导航导引方式方式等相关技术、硬件、软件、模块等均为大众所公知，故本专利不一一列举说明或描述，但所有的导航并移动的机器人，指的是不用人工推动和通俗的用手遥控操作移动机器人。(RGV指有轨制导车辆，即在预辅轨道上移动。)(AGV指自动导引运输车，是装备有电磁、光学或其它导引装置，指能够沿规定的路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能施工……的车辆。)(IGV指智慧型引导运输车，其柔性化程度更高，无须借助任何固定标记物行驶，并且路径灵活多变，可根据实际生产需求灵活调度。）（AMR指机器人可以在地图上进行全地图定位，当有指令告诉机器人目标点的地图坐标时，机器人沿着自主规划的路径到达目标地点，同时能充分感知环境中的动态障碍，进行主动避让。）

该发明所含“找平”技术，引用了ZL201821392116.4的专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是上述背景技术存在的技术问题，目的在于提供自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，解决自动导航移动和自动找平的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

自自找平及导航并移动的方法，所述方法包括：

获取传感器的传输来的目标指令；

对所述目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据；

使所述调整控制器控制伸缩杆，达到所述目标数据对应的平面的位置；

并行地获取导航装置传输来的三维数据；

对所述三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据；

并行地对移动及转向控制器下达驱动指令；使所述移动及转向控制器开始转动；按照所述二维数据的路径规划路线进行行驶；

使方向控制器控制万向轮组件，使万向轮组件的运动方向可调。

进一步地，对目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据的具体步骤包括：

确定目标指令中的关键区域对应的原始代码及所述关键区域的标识码，所述标识码表示所述目标指令的关键区域的数据输出量；所述标识码至少包括：表示所述目标指令的关键区域的主数据输出量和次数据输出量；

获取与所述原始代码对应的排列分布，所述排列分布中包含有预先提取的排列分布时序特征，所述排列分布时序特征表示位于所述排列分布中代码内且与所述原始代码对应的关键区域的数据输出量；所述排列分布时序特征至少包括：表示所述排列分布中代码内，与所述排列分布所包含的排序算法对应的关键区域的主数据输出量和次数据输出量；

依据所述原始代码和所述标识码，在所述排列分布中查找与所述目标指令相匹配的初始目标代码，并按照匹配程度确定所述初始目标代码的优先级；

对所述初始目标代码的优先级进行分析处理，得到所述初始目标代码的优先级对应的目标数据。

进一步地，对所述三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据的具体步骤包括：

构建三维数据图像库，预设三维数据图像库包含从三维数据中提取的空间信息特征；

对样本图像中的样本数据进行特征提取，得到所述样本数据的样本空间信息特征；获取所述样本空间信息特征对应的样本数据状态；

根据所述样本空间信息特征和所述样本数据状态空间状态识别模型；根据所述样本空间信息特征和相似图像空间图像识别模型，所述相似图像属于所述三维数据图像库，且所述相似图像的所述空间信息特征与所述样本空间信息特征的相似度大于阈值；

将所述空间信息特征与所述样本空间信息特征进行转换处理；得到所述空间信息特征与所述样本空间信息特征对应的二维空间信息特征。

进一步地，对移动及转向控制器下达驱动指令；使所述移动及转向控制器开始转动的具体步骤包括：

获取到所述导航装置发送来的路线规划信息；

对所述路线规划信息进行处理，得到所述路线规划信息对应的驱动指令；

将所述驱动指令发送至移动及转向控制器控制器中，所述移动及转向控制器控制器对所述驱动指令进行指令分析，得到所述驱动指令对应的指示数据；

使所述移动及转向控制器控制器控制移动及转向控制器的转动，按照所述二维数据的路径规划路线进行行驶。

自身找平及导航并移动的系统，包括万向轮组件、找平装置、导航装置、移动及转向控制器、移动及转向驱动器、固定模块和机器人底座；

用于连接有可调节高度的伸缩杆的所述万向轮组件，安装在用于找平的所述找平装置的下部；

用于控制所述万向轮组件行驶方向的所述导航装置安装在所述找平装置上；

用于传输信号的所述传感器安装在所述固定模块上；

进一步地，还有的在末端执行器来“找平”，现自动导航导引机器人如RGV、AGV、IGV等和自主移动机器人AMR等，它们的结构及导航导引方式方式等相关技术均为大众所公知。

进一步地，所述找平装置的基准平面光源与找平装置的光电传感器光连接。所述光电传感器接收光源信号并经处理器及控制系统等，最终调节与所述万向轮组件连接的伸缩杆的第一杆件的高度，和/或以光电传感器所最终调节的伸缩杆所得的基准面信息为参照，再用水平传感器以参照信息为基准，水平传感器获取参照信息，经处理器及控制系统，最终调节其余伸缩杆的第一杆件的高度，使所述找平装置能够始终维持在预设平面的状态;

所述找平装置上有N个光电传感器，或N个光电传感器与单轴水平传感器。N个光电传感器中，可2个在一条直线上分布，使所述N个与万向轮组件连接的伸缩杆的轴线不共面；其中，N≥3；其中至少一个与万向轮组件连接的伸缩杆的另一端上安装有光电传感器，其余的与万向轮组件连接的伸缩杆的另一端上安装有光电传感器或者按要求安装水平传感器。

进一步地，所所述找平装置用的伸缩杆，包括第一杆件和第二杆件；

所述第一杆件和所述第二杆件为空心杆件；其中，所述第一杆件的外径小于所述第二杆件的内径；

所述第二杆件中设置有伸缩装置，使所述第一杆件在所述第二杆件内伸缩。

进一步地，还包括机器人底座；所述导航装置将行驶路线的信息发送至处理器中，所述处理器将指令发送到所述移动及转向控制器，再由移动及转向控制器发送对应指令给移动及转向驱动器，驱动器与万向轮组件中的对应电机连接。使所述万向轮组件的轮能自转及原地旋转方向，使所述万向轮组件能够按照所述导航装置的规划路线行驶；

所述导航装置将三维位置数据转换为二维数据或者接近二维数据；

所述万向轮组件含有电机。为所述万向轮组件中的运动元件车轮等提供移动的动力和/或转向的动力；

所述万向轮组件的运动元件车轮安装在所述机器人底座的下方。

一种电子设备，包括互相之间通过通信主线连接的处理器和存储器，所述处理器通过运行从所述存储器中获取的计算机程序来实现上述的方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在运行时上述任一项所述的方法。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，现有的、含“找平”技术的、用工人直接操作(指手接触)的机器人和用工人遥控操作(指手不接触)的机器人，在获得大面积找平面时，大面积是由若干小面积拼结而成的同一平面，人们会担心，小面积之间的缝隙精度不高且费时、费力的问题，即缝隙或过大、或过小、或一头大一头小等。也就是说，用人来控制缝隙的精度，人们担心不易达到要求(注:如增加用图像拼结技术，缝隙的精度有的能实用并提高)，使用该专利就不用担心缝隙过大过小等问题；

2.本发明自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，现有的自动导航导引机器人和自主移动机器人，由于其往往是在凹凸面上移动，人们担心其上所载的设备或货物等易倾倒的问题以及其重复定位的精度，导航导引系统硬件、软件等设备的选用，定位算法及运算量、运算时间等，大都会受制于凹凸面的起伏度的影响的问题，使用该专利就不用担心导航移动载体上的设备或货物倾倒；

3.本发明自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，当把无论何种导航导引方式及何种控制方式等的导航导引设备（如:摄像头、导航仪、磁传感器、陀螺仪等）安装在本发明车体的找平面上或平行于找平面的平面上时，设备的位姿由3D状态转变为2D或接近2D状态。由此，导航导引移动的精度、速度等都将受益，不受或大大减小受凹凸行驶面的起伏度的影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的自身找平及导航并移动系统的架构示意图；

图2为本发明实施例所提供的自身找平及导航并移动方法的流程图；

图3为本发明实施例第一种结构示意图；

图4为本发明实施例第二种结构示意图；

图5为本发明实施例局部放大图；

图6为本发明实施例所提供的自身找平及导航并移动装置的功能模块框图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1-万向轮组件；

2-找平装置；21-第二杆件；22-第一杆件；23-伸缩装置；24-水平传感器；25-光电传感器

3-导航装置；

4-移动及转向控制器；41-转向电机；42-驱动电机；

5-移动及转向驱动器；

6-固定模块；

7-机器人底座。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了改善现有技术的上述问题，本发明实施例提供了自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，能够实现本发明自动行驶，且使本发明一直维持到一个不变的平面上。

为了便于对上述的自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质进行阐述，请结合参考图1，提供了本发明实施例所公开的自身找平及导航并移动系统100的通信架构示意图。其中，所自身找平及导航并移动系统100可以包括数据处理终端200、控制设备300以及信号发送装置400，所述数据处理终端200与所述控制设备300通信连接，所述数据处理终端200与所述信号发送装置400通信连接。

在具体的实施方式中，数据处理终端200可以是台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、手机或者其他能够实现数据处理以及数据通信的电子设备，在此不作过多限定。

在上述基础上，请结合参阅图2，为本发明实施例所提供的自身找平及导航并移动方法的流程示意图，所述自身找平及导航并移动方法可以应用于图1中的数据处理终端200，进一步地，所述自身找平及导航并移动方法具体可以包括以下步骤S21-步骤S27所描述的内容。自身找平及导航并移动的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S21，获取传感器的传输来的目标指令。

步骤S22，对所述目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据。

步骤S23，使所述调整控制器控制执行机构伸缩杆，达到所述目标数据对应的平面的位置。

步骤S24，并行地获取导航装置传输来的三维数据。

步骤S25，对所述三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据。

步骤S26，并行地对移动控制器、方向控制器下达移动、转向驱动指令；使所述与伸缩杆连接的移动装置万向轮组件开始转动，按照所述二维数据的路径规划路线进行行驶。

步骤S27，使驱动控制器、方向控制器控制万向轮组件，使万向轮组件能转动且运动方向可调。

在执行上述步骤S21-步骤S27所描述的内容时，可以实现如下的有益技术效果：本发明自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，于大面积“找平”面而言，由于采用了自动导航导引机器人和自主移动机器人技术，大面积由若干小面积拼结而成，其缝隙的精度大大提高至符合要求，再也不会过大、过小、一头大一头小等。在自动导航导引移动和自主移动等的移动精度足够精确的情况下，甚至可以不使用代码拼结技术而节省制造机器人的成本。于自动导航导引机器人和自主移动机器人而言，由于采用了“找平”技术，上述方法组合的移动机器人，在凹凸面移动时，将不在受或大大减少受凹凸面的起伏的影响。它把自动导航导引系统和自主移动的设备的位姿，由3D变为了2D和接近2D。导航导引移动或自主移动的定位精度也能提高，算法、速度等也将因此而受益。

在一个具体的实施方式中，对所述目标指令进行分析处理时，可能存在处理后的所述目标指令不能识别，从而难以实施所述目标指令的内容，步骤S22所描述的对所述目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据的步骤，具体可以包括以下步骤S221-步骤S225所描述的内容。

步骤S221，确定目标指令中的关键区域对应的原始代码及所述关键区域的标识码，所述标识码表示所述目标指令的关键区域的数据输出量；所述标识码至少包括：表示所述目标指令的关键区域的主数据输出量和次数据输出量。

步骤S222，获取与所述原始代码对应的排列分布，所述排列分布中包含有预先提取的排列分布时序特征，所述排列分布时序特征表示位于所述排列分布中代码内且与所述原始代码对应的关键区域的数据输出量；所述排列分布时序特征至少包括：表示所述排列分布中代码内，与所述排列分布所包含的排序算法对应的关键区域的主数据输出量和次数据输出量。

步骤S223，依据所述原始代码和所述标识码，在所述排列分布中查找与所述目标指令相匹配的初始目标代码，并按照匹配程度确定所述初始目标代码的优先级。

步骤S224，对所述初始目标代码的优先级进行分析处理，得到所述初始目标代码的优先级对应的目标数据。

可以理解，通过上述步骤S221-步骤S225，对所述目标指令进行分析处理时，使处理后的所述目标指令更加的准确，从能更好的所述目标指令中的内容。

在一个具体的实施方式中，对所述三维数据进行转换处理时，可能存在三维数据发生错误，从而难以得到所述三维数据对应的二维数据，步骤S25基于对所述三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据的步骤，具体可以包括以下步骤S251-步骤S254所描述的内容。

步骤S251，构建三维数据图像库，所述三维数据图像库包含从三维数据中提取的空间信息特征。

步骤S252，对样本图像中的样本数据进行特征提取，得到所述样本数据的样本空间信息特征；获取所述样本空间信息特征对应的样本数据状态。

步骤S253，根据所述样本空间信息特征和所述样本数据状态空间状态识别模型；根据所述样本空间信息特征和相似图像空间图像识别模型，所述相似图像属于所述三维数据图像库，且所述相似图像的所述空间信息特征与所述样本空间信息特征的相似度大于阈值。

步骤S254，将所述空间信息特征与所述样本空间信息特征进行转换处理；得到所述空间信息特征与所述样本空间信息特征对应的二维空间信息特征。

可以理解，通过上述步骤S251-步骤S254，对所述三维数据进行转换处理时，削弱了三维数据发生错误的可能性，从而能更加精准的得到所述三维数据对应的二维数据。

在一个具体的实施方式中，在移动及转向控制器下达驱动指令时，可能存在指令不准确的情况，从而难以使所述移动及转向控制器开始转动，步骤S26基于并行地对移动控制器、方向控制器下达移动、转向驱动指令；使所述与伸缩杆连接的移动装置万向轮组件开始转动的步骤，具体可以包括以下步骤S261-步骤S264所描述的内容。

步骤S261，获取到所述导航装置发送来的路线规划信息。

步骤S262，对所述路线规划信息进行处理，得到所述路线规划信息对应的驱动指令。

步骤S263，将所述驱动指令发送至移动及转向控制器控制器中，所述移动及转向控制器控制器对所述驱动指令进行指令分析，得到所述驱动指令对应的指示数据。

步骤S264，使所述移动及转向控制器控制器控制移动及转向控制器的转动，按照所述二维数据的路径规划路线进行行驶。

可以理解，通过上述步骤S261-步骤S264，在移动及转向控制器下达驱动指令时，可削弱了指令不准确的情况，从而确保使所述移动及转向控制器开始转动。

基于上述同样的发明构思，请结合参阅图3，自身找平及导航并移动的系统，万向轮组件1、找平装置2、导航装置3、移动及转向控制器4、移动及转向驱动器5、固定模块6和机器人底座7，数据处理终端具体用于：

用于连接可调节高度的伸缩杆的所述万向轮组件1，安装在用于找平的所述找平装置2的下部；

用于控制所述万向轮组件1行驶方向的所述导航装置3，安装在所述找平装置2所获得的找平面上。

可以理解，这样还能解决设备的精度问题，这样能够使设备的精度更高，从而避免了工作过程中带来的误差问题。

进一步地，数据处理终端具体用于：

所述找平装置2的基准平面光源与找平装置2的光电传感器25光连接。所述光电传感器25接收光源信号并经处理器及控制系统等，最终调节与所述万向轮组件1连接的伸缩杆的第一杆件22的高度，和/或以光电传感器25所最终调节的伸缩杆所得的基准面信息为参照，再用水平传感器24以参照信息为基准，水平传感器24获取参照信息，经处理器及控制系统，最终调节其余伸缩杆的第一杆件22的高度，使所述找平装置2能够始终维持在预设平面的状态；

所述找平装置2上有N个光电传感器25，或N个光电传感器25与单轴水平传感器24。N个光电传感器25中，可2个在一条直线上分布，使所述N个与万向轮组件1连接的伸缩杆的轴线不共面；其中，N≥3；其中至少一个与万向轮组件1连接的伸缩杆的另一端上安装有光电传感器25，其余的与万向轮组件1连接的伸缩杆的另一端上安装有光电传感器25或者按要求安装水平传感器24。

进一步地，具体选择使用两类传感器的:(一)，传感器个数≥3个且全部使用，只要能把光能转化为我们需要的电能，通过对应的控制系统去最终控制≥3个执行机构如“伸缩杆”的伸缩即可的传感器，如:PSD、水平仪接收器、光敏阵到等类的光电传感器。(二)，和/或至少使用一个(一)所述的光电传感器和至少使用一个水平传感器类（但总个数至少为≥3），如:水平陀螺仪、倾角仪等的传感器，也通过对应的控制系统去最终控制≥3个执行机构如“伸缩杆”的伸缩即可的传感器。

进一步地，当用水平传感器类传感器，通过旋转平面的X、Y轴来获得平面时，光电传感器类传感器负责把旋转平面X、Y轴而获得的平面平移到需要的“找平”面处。水平传感器类传感器安装要能旋转X、Y轴而成平面，光电传感器类传感器安装要能保证“找平”。

可以理解，本发明在运动状态或者静止状态都可以保持着在预先设置的平面上，确保了本发明的稳定性，使本发明的上表面始终维持在同一个平面上，不会波动，从而有效的避免了本发明的不稳定性，从而确保本发明不会倾斜或者倒偏的情况发生。

进一步地，数据处理终端具体用于：

所述找平装置2用的伸缩杆，包括第一杆件22和第二杆件21；

所述第一杆件22和所述第二杆件21为空心杆件；其中，所述第一杆件22的外径小于所述第二杆件21的内径；

所述第二杆件21中设置有伸缩装置23，使所述第一杆件22在所述第二杆件21内伸缩。

进一步地，所述伸缩装置23包括液压伸缩装置等。

进一步地，所述伸缩装置23可以通过处理接接收到的数据，在不同位置时对所述伸缩装置23进行及时的调整。

进一步地，请结合参阅图3和图4，组合方式有一下4中情况，所述伸缩装置23安装在机器人底座7的下方，所述万向轮组件1安装在所述伸缩装置23远离所述机器人底座7的一端，所述导航设备设置在所述机器人底座7的上方或者下方，或者

所述伸缩装置23安装在所述机器人底座7和所述导航装置3之间，所述万向轮组件1安装在所述机器人底座7的下方，所述导航设备设置在所述找平装置2的上方或者下方。

所述导航装置3还能安装在所述万向轮组件1上。

可以理解，本发明是通过伸缩装置23使本发明的上表面始终维持在同一个平面上，通过系统控制，一直维持在同一工作状态，是本发明更稳定。

进一步地，数据处理终端具体用于：

还包括机器人底座7；所述导航装置3将行驶路线的信息发送至处理器中，所述处理器将指令发送到所述移动及转向控制器4，再由移动及转向控制器4发送对应指令给移动及转向驱动器5，驱动器5与万向轮组件I中的对应电机连接。使所述万向轮组件1的轮能自转及原地旋转方向，使所述万向轮组件1能够按照所述导航装置3的规划路线行驶；

所述导航装置3将三维位置数据转换为二维数据或者接近二维数据；

所述万向轮组件1含有电机。为所述万向轮组件1中的运动元件车轮等提供移动的动力和/或转向的动力；

所述万向轮组件1的运动元件车轮安装在所述机器人底座7的下方。

进一步地，所述移动及转向控制器4为本发明提供移动的动力，并与所述运动元件1相互配合，使本发明移动。

进一步地，所述导航装置3包括RGV、AGV、IGV等自主移动机器人AMR等。

进一步地，在单舵轮叉车结构的基础上，设计AGV控制系统硬件结构，首先对运动控制器和直流伺服系统进行选型，运动控制器接收传感器以及代码器信号作为输入，控制直流伺服系统的模拟量和脉冲信号作为输出。在硬件选型的基础上，设计AGV的电气系统，包括液压及伺服动力电路，运动控制输入输出电路，直流伺服系统电路等。

在车载机系统硬件进行调试，直流伺服系统电流环、速度环、位置环的调试保证电机平稳精确运行；运动控制器输入输出调试，激光导航仪调试，激光防撞系统调试保证系统硬件的稳定运行。

根据AGV的自动运行要求，采用C#语言设计AGV系统软件，并运用模块化思维编写程序，编程模块包括软件界面、初始化程序、运动控制程序、模糊控制程序、路径规划程序、激光导航仪调试程序等，系统软件设计确保AGV能够按照要求自行行动。

最终使激光导引AGV样机能够根据操作人员的指令，自动寻找到达目标节点的最短路径，并且能够准确无误的沿着最短路径行驶。

进一步地，PDA型车载GPS导航仪:具有车载GPS导航仪功能的PDA，内置有GPS接收器，并且随机有GPS地图。PDA型车载GPS导航仪，体积小巧，屏幕大，一般在3.5寸。而且PDA型车载GPS导航仪，其它功能与普通PDA一样，这样你同时拥有车载GPS导航仪，又有一台PDA。比较合算。PDA型车载GPS导航仪一般随机都带有车用的小支架，由于PDA体积小巧，无需要安装，将支架固定在车前台就可以方便使用PDA车载GPS导航仪。平时放在包里当PDA和手持GPS用，开车放在支架上当车载GPS用。这种PDA型车载GPS导航仪，优点突出，非常实用。唯一缺点时屏幕略微小了一点。

进一步地，专用一体化车载GPS导航仪:专门设计的一体化车载GPS导航仪，内置有GPS接收器，内置电源，也可以通过点烟器供电，屏幕大，一般在5-7寸。有的还可以播放DVD。专用一体化车载GPS导航仪安装与PDA型车载GPS导航仪基本一样，通过随机支架就可以方在车上。专用一体化车载GPS导航仪优点也非常突出，单由于屏幕大，体积大，不便于携带。只能固定在车内。无法当手持GPS实用。

进一步地，RGV，是有轨制导车辆（Rail Guided Vehicle）的英文缩写，又叫有轨穿梭小车， RGV小车可用于各类高密度储存方式的仓库，小车通道可设计任意长，可提高整个仓库储存量，并且在操作时无需叉车驶入巷道，使其安全性会更高。RGV（有轨穿梭小车）随之产生了，它可以十分方便地与其他物流系统实现自动连接，如出/入库站台、各种缓冲站、输送机、升降机和机器人等，按照计划进行物料的输送。另外，它无需人员操作，运行速度快。因而显著降低了仓库管理人员的工作量，提高了劳动生产率，同时穿梭车的应用可使物流系统变得非常简捷。

进一步地，IGV(Intelligent Guided Vehicle)即智能引导车是一种采用激光雷达（LiDAR）实现自主导航的通用移动机器人。IGV能够通过雷达的读数来推断其所在位置，并与数据库中的拟定运行路径的周围环境图像信息进行比较，从而确定当前位置及对下一步的运行路线做出决策。博众IGV采取的自然导航方式是目前国内外主流先进的导航方式，针对目前定位难、导航环境复杂等问题给出了新的解决方案。

针对工厂内部环境、路线、工艺流程多变的实际情况，IGV小车运行中实时性数据更新和周围环境信息库的搭建一直是技术上的一个难题。博众自然导航方式的优势就在于此，完全不需要铺设外界参照物，行驶路径灵活可变，信息集成化程度高，因此在实际场景应用中可以获得最佳的柔性导向。

通常情况下，针对动态变化较大以至于难以通过激光雷达定位的场景，博众提供“视觉辅助定位”解决方案，可以利用指向地面的摄像头识别二维码标签，定位 IGV 小车。产品多数适用于物体频繁移动以至于无法建立数字地图的场景，或激光雷达视野受到阻挡的场景。

对于需要达到较高定位精度的场景，尤其在电子行业中，定位精度一直是应用的重难点，通常±5mm已经是大多数AGV企业的最高水准。博众提供“精确定位”解决方案，可以利用激光雷达识别特定的几何、光学特征，或利用指向地面的摄像头识别二维码标签，引导机器人实现最高±1mm 的对接精度。

定位是IGV算法中的难点也是重点，直接关系到小车运作的效率。博众作为国产IGV行业的先驱者，坚持自主技术研发为根本，立足行业需求。小车采用独立研发的牵星导航系统，柔性化和稳定程度高，在保证高效有序运行的同时，加载多重安全防护措施，充分保障了人机作业场景下的安全性。

进一步地，其导航系统由三个基本部分组成：传感器子系统，利用于传感器的由触发电路组成的A/D转换以及控制与数据处理单元（由微型处理器，键盘，显示器和RS232接口组成的评估板）。其导航系统的结构图如图2所示。传感器子系统（图3所示）由三维的MEMS加速计和三维的AMR磁力计组成。多种AMR传感器可以接到AD板（HoneywellHMC100X,HMC102X和PhilipsKMZ5X)。

AMR通过其软件在现场构建的地图或预先加载的设施图纸导航。此功能可以类比一辆装有GPS和一组预装地图的汽车。当它被告知主人的家和工作地址时，它会根据地图上的简单位置生成最直接的路径。这类似于AMR被设定位置来取放零件的方式。

AMR使用来自摄像头、内置传感器、激光扫描仪的数据以及复杂的软件，使其能够探测周围环境，并选择最有效的路径到达目标。它完全自主工作，如果叉车、货盘、人或其他障碍物出现在它前面，AMR将使用最佳替代路线安全地绕过它们。这将确保物料流动保持在计划之内，从而优化了生产力。

AMR只需要简单的软件调整就可以改变它的任务，所以同一个机器人可以在不同的位置执行各种不同的任务，自动调整以满足不断变化的环境和生产需求。AMR任务可以通过机器人的界面进行控制，也可以通过车队控制软件对多个机器人进行配置，这些机器人可以根据位置和可用性自动确定订单的优先级，以及最适合执行给定任务的机器人。一旦建立了任务，员工就不必花时间协调机器人的工作，这让他们可以专注于有助于公司成功的高价值工作。

进一步地，本发明将三维空间结构转换为二维空间结构，这样来规划路线，从而确保了路线简单而更加的精准，这样有效的避免的数据的繁多而造成设备的以为数据量的变大而导致的超负荷的运作，导致设备的瘫痪的情况发生。

可以理解，可以控制本发明按照设计的线路进行行驶，现有的自动导航导引机器人和自主移动机器人，由于其往往是在凹凸面上移动，人们担心其上所载的设备或货物等易倾倒的问题以及其重复定位的精度，导航导引系统硬件、软件等设备的选用，定位算法及运算量、运算时间等，大都会受制于凹凸面的起伏度的影响的问题。三，当把无论何种导航导引方式及何种控制方式等的导航导引设备（如:摄像头、导航仪、磁传感器、陀螺仪等）安装在本发明车体的找平面上或平行于找平面的平面上时，设备的位姿由3D状态转变为2D或接近2D状态。由此，导航导引移动的精度、速度等都将受益。

基于上述同样的发明构思，请结合参阅图6，还提供了自身找平及导航并移动装置500的功能模块框图，关于所自身找平及导航并移动装置500的详细描述如下。

传输模块510，获取传感器的传输来的目标指令；

分析处理模块520，对所述目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据；

控制模块530，使所述调整控制器控制执行机构伸缩杆，达到所述目标数据对应的平面的位置；

导航模块540，并行地获取导航装置传输来的三维数据；

转换模块550，对所述三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据；

驱动模块560，并行地对移动控制器、方向控制器下达移动、转向驱动指令；使所述与伸缩杆连接的移动装置万向轮组件开始转动，按照所述二维数据的路径规划路线进行行驶；

转向模块570，使驱动控制器、方向控制器控制万向轮组件，使万向轮组件能转动且运动方向可调。

在上述基础上，示出了一种电子设备300，包括互相之间通过通信主线330连接的处理器310和存储器320，所述处理器310通过运行从所述存储器320中获取的计算机程序来实现上述的方法。

一种电子设备，其特征在于，包括互相之间通过通信主线连接的处理器和存储器，所述处理器通过运行从所述存储器中获取的计算机程序来实现上述的方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在运行时实现上述的方法。

综上，本发明实施例提供的自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，自身找平及导航并移动方法、系统、电子设备及介质，获取传感器的传输来的目标指令，对所述目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据，使所述调整控制器控制伸缩杆，达到所述目标数据对应的平面的位置，获取导航装置传输来的三维数据，对所述三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据，并行地对移动及转向控制器下达驱动指令；使所述移动及转向控制器开始转动，使方向控制器控制万向轮组件，实现了本发明方向的控制。自动导航导引机器人和自主移动机器人而言，由于采用了“找平”技术，上述方法组合的移动机器人，在凹凸面移动时，将不在受或大大减少受凹凸面的起伏的影响。它把自动导航导引系统和自主移动的设备的位姿，由3D变为了2D和接近2D。导航导引移动或自主移动的定位精度也能提高，算法、速度等也将因此而受益。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，本发明实用范围广：如厂间、仓储的导航移动搬运机器人AGV，特别实用于地产集团建筑房屋的多工种作业，所需的建筑机器人。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.自身找平及导航并移动的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取传感器的传输来的目标指令；

对所述目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据；

使所述调整控制器控制执行机构伸缩杆，达到所述目标数据对应的平面的位置；

并行地获取导航装置传输来的三维数据；

对所述三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据；

并行地对移动控制器、方向控制器下达移动、转向驱动指令；使所述与伸缩杆连接的移动装置万向轮组件开始转动，按照所述二维数据的路径规划路线进行行驶；

使驱动控制器、方向控制器控制万向轮组件，使万向轮组件能转动且运动方向可调。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

对目标指令进行分析处理，得到调整控制器可识别的目标数据的具体步骤包括：

确定目标指令中的关键区域对应的原始代码及所述关键区域的标识码，所述标识码表示所述目标指令的关键区域的数据输出量；所述标识码至少包括：表示所述目标指令的关键区域的主数据输出量和次数据输出量；

获取与所述原始代码对应的排列分布，所述排列分布中包含有预先提取的排列分布时序特征，所述排列分布时序特征表示位于所述排列分布中代码内且与所述原始代码对应的关键区域的数据输出量；所述排列分布时序特征至少包括：表示所述排列分布中代码内，与所述排列分布所包含的排序算法对应的关键区域的主数据输出量和次数据输出量；

依据所述原始代码和所述标识码，在所述排列分布中查找与所述目标指令相匹配的初始目标代码，并按照匹配程度确定所述初始目标代码的优先级；

对所述初始目标代码的优先级进行分析处理，得到所述初始目标代码的优先级对应的目标数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

对三维数据进行转换处理，得到所述三维数据对应的二维数据的具体步骤包括：

构建三维数据图像库，预设三维数据图像库包含从三维数据中提取的空间信息特征；

对样本图像中的样本数据进行特征提取，得到所述样本数据的样本空间信息特征；获取所述样本空间信息特征对应的样本数据状态；

根据所述样本空间信息特征和所述样本数据状态空间状态识别模型；根据所述样本空间信息特征和相似图像空间图像识别模型，所述相似图像属于所述三维数据图像库，且所述相似图像的所述空间信息特征与所述样本空间信息特征的相似度大于阈值；

将所述空间信息特征与所述样本空间信息特征进行转换处理；得到所述空间信息特征与所述样本空间信息特征对应的二维空间信息特征。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

对万向轮组件下达驱动指令；使所述万向轮组件开始转动和/或转向的具体步骤包括：

获取到所述导航装置发送来的路线规划信息；

对所述路线规划信息进行处理，得到所述路线规划信息对应的驱动指令；

将所述驱动指令发送至万向轮组件控制器中，所述万向轮组件的控制器对所述驱动指令进行指令分析，得到所述驱动指令对应的指示数据；

使所述万向轮组件控制器控制万向轮组件的转动及转向，按照所述二维数据的路径规划路线进行行驶。

5.自身找平及导航并移动的系统，包括万向轮组件(1)、找平装置(2)、导航装置(3)、移动及转向控制器(4)、移动及转向驱动器(5)、固定模块(6)和机器人底座(7)，其特征在于，

用于连接可调节高度的伸缩杆的所述万向轮组件(1)，安装在用于找平的所述找平装置(2)的下部；

用于控制所述万向轮组件(1)行驶方向的所述导航装置(3)，安装在所述找平装置(2)所获得的找平面上。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述找平装置(2)的基准平面光源与找平装置(2)的光电传感器(25)光连接。所述光电传感器(25)接收光源信号并经处理器及控制系统等，最终调节与所述万向轮组件(1)连接的伸缩杆的第一杆件(22)的高度，和/或以光电传感器(25)所最终调节的伸缩杆所得的基准面信息为参照，再用水平传感器(24)以参照信息为基准，水平传感器(24)获取参照信息，经处理器及控制系统，最终调节其余伸缩杆的第一杆件(22)的高度，使所述找平装置(2)能够始终维持在预设平面的状态；

所述找平装置(2)上有N个光电传感器(25)，或N个光电传感器(25)与单轴水平传感器(24)。N个光电传感器(25)中，可2个在一条直线上分布，使所述N个与万向轮组件(1)连接的伸缩杆的轴线不共面；其中，N≥3；其中至少一个与万向轮组件(1)连接的伸缩杆的另一端上安装有光电传感器(25)，其余的与万向轮组件(1)连接的伸缩杆的另一端上安装有光电传感器(25)或者按要求安装水平传感器(24)。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述找平装置(2)用的伸缩杆，包括第一杆件(22)和第二杆件(21)；

所述第一杆件(22)和所述第二杆件(21)为空心杆件；其中，所述第一杆件(22)的外径小于所述第二杆件(21)的内径；

所述第二杆件(21)中设置有伸缩装置(23)，使所述第一杆件(22)在所述第二杆件(21)内伸缩。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括机器人底座(7)；所述导航装置(3)将行驶路线的信息发送至处理器中，所述处理器将指令发送到所述移动及转向控制器(4)，再由移动及转向控制器(4)发送对应指令给移动及转向驱动器(5)，驱动器(5)与万向轮组件(I)中的对应电机连接。使所述万向轮组件(1)的轮能自转及原地旋转方向，使所述万向轮组件(1)能够按照所述导航装置(3)的规划路线行驶；

所述导航装置(3)将三维位置数据转换为二维数据或者接近二维数据；

所述万向轮组件(1)含有电机。为所述万向轮组件(1)中的运动元件车轮等提供移动的动力和/或转向的动力；

所述万向轮组件(1)的运动元件车轮安装在所述机器人底座(7)的下方。

9.一种电子设备，其特征在于，包括互相之间通过通信主线连接的处理器和存储器，所述处理器通过运行从所述存储器中获取的计算机程序来实现权利要求1-4任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在运行时实现权利要求1-4任一项所述的方法。

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