CN113459090A - 码垛机器人的智能避障方法、电子设备及介质 - Google Patents

码垛机器人的智能避障方法、电子设备及介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种码垛机器人的智能避障方法、电子设备及介质。该方法可以包括：针对目标区域，码垛机器人通过激光雷达仪的激光扫描，获得初始三维地图信息；根据初始三维地图信息，获得初始三维路线信息；码垛机器人根据初始三维路线信息行驶，实时计算障碍物的路线距离；根据障碍物的路线距离，获得避障策略。本发明通过实时监控障碍物的路线距离，实现码垛机器人的智能避障。

Description

码垛机器人的智能避障方法、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及工业机器人制造技术领域，更具体地，涉及一种码垛机器人的智能避障方法、电子设备及介质。
背景技术
当今，为满足工业生产日益发展的需要，机器人正朝高速、重载及高精度的方向发展，码垛机器人以其在机械结构、适用范围、设备占地空间、灵活性、成本以及维护等方面的优势使其应用渐为广泛，并成为一种发展趋势，解决工业生产中存在的劳动强度大、效率低、安全性差等诸多弊端。
码垛机器人不仅提高产品的质量和劳动生产率，而且保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，同时对于节约原材料消耗以及降低生产成本也有着十分重要的意义。将工业机器人技术应用于运输工业，使码垛自动化，可以加快物流速度，获得整齐一致的物垛，减少物料的破损和浪费。近年来，随着我国机械自动化水平的不断提高，码垛机器人应用逐渐广泛，并且已经形成了一种发展趋势。
因此，有必要开发一种码垛机器人的智能避障方法、电子设备及介质。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种码垛机器人的智能避障方法、电子设备及介质，其能够通过实时监控障碍物的路线距离，实现码垛机器人的智能避障。
第一方面，本公开实施例提供了一种码垛机器人的智能避障方法，包括：
针对目标区域，码垛机器人通过激光雷达仪的激光扫描，获得初始三维地图信息；
根据所述初始三维地图信息，获得初始三维路线信息；
所述码垛机器人根据所述初始三维路线信息行驶，实时计算障碍物的路线距离；
根据所述障碍物的路线距离，获得避障策略。
优选地，所述激光雷达仪位于所述码垛机器人的顶部。
优选地，所述实时计算障碍物的路线距离包括：
设定障碍物距离阈值；
针对每一个障碍物，进行如下计算：
当所述障碍物与所述码垛机器人的实时距离小于所述障碍物距离阈值时，间隔相同时间段获取多组所述障碍物与所述码垛机器人的实时距离与夹角；
根据多组所述障碍物与所述码垛机器人的实时距离与夹角，计算所述障碍物的路线距离。
优选地，通过公式(1)计算所述障碍物的路线距离：
Figure BDA0003115924310000021
其中，D为障碍物的路线距离，di为第i组的障碍物与码垛机器人的实时距离，θi为第i组的障碍物与码垛机器人的夹角，n为总组数。
优选地，所述障碍物与所述码垛机器人的夹角为所述实时距离所在直线与当前路线的较小夹角。
优选地，所述根据所述障碍物的路线距离，获得避障策略包括：
设定安全距离与累计误差系数，进而计算安全距离阈值；
判断所述障碍物的路线距离是否小于所述安全距离阈值，若是，则针对所述障碍物重新规划路线，若否，则按照当前路线继续行驶。
优选地，还包括：
若针对所述障碍物重新规划路线，则所述码垛机器人即时降低速度。
优选地，所述避障策略还包括：
若出现动态障碍物，所述码垛机器人获取所述动态障碍物的实时距离；
判断所述实时距离是否为减小趋势，若是，则针对所述动态障碍物重新规划路线，若否，则降低速度并按照当前路线继续行驶。
作为本公开实施例的一种具体实现方式，
第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
存储器，存储有可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的码垛机器人的智能避障方法。
第三方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的码垛机器人的智能避障方法。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的码垛机器人的智能避障方法的步骤的流程图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
图1示出了根据本发明的一个实施例的码垛机器人的智能避障方法的步骤的流程图。
如图1所示，本发明提供一种码垛机器人的智能避障方法，包括：
步骤101，针对目标区域，码垛机器人通过激光雷达仪的激光扫描，获得初始三维地图信息；
步骤102，根据初始三维地图信息，获得初始三维路线信息；
步骤103，码垛机器人根据初始三维路线信息行驶，实时计算障碍物的路线距离；
步骤104，根据障碍物的路线距离，获得避障策略。
在一个示例中，激光雷达仪位于码垛机器人的顶部。
在一个示例中，实时计算障碍物的路线距离包括：
设定障碍物距离阈值；
针对每一个障碍物，进行如下计算：
当障碍物与码垛机器人的实时距离小于障碍物距离阈值时，间隔相同时间段获取多组障碍物与码垛机器人的实时距离与夹角；
根据多组障碍物与码垛机器人的实时距离与夹角，计算障碍物的路线距离。
在一个示例中，通过公式(1)计算障碍物的路线距离：
Figure BDA0003115924310000051
其中，D为障碍物的路线距离，di为第i组的障碍物与码垛机器人的实时距离，θi为第i组的障碍物与码垛机器人的夹角，n为总组数。
在一个示例中，障碍物与码垛机器人的夹角为实时距离所在直线与当前路线的较小夹角。
在一个示例中，根据障碍物的路线距离，获得避障策略包括：
设定安全距离与累计误差系数，进而计算安全距离阈值；
判断障碍物的路线距离是否小于安全距离阈值，若是，则针对障碍物重新规划路线，若否，则按照当前路线继续行驶。
在一个示例中，还包括：
若针对障碍物重新规划路线，则码垛机器人即时降低速度。
在一个示例中，避障策略还包括：
若出现动态障碍物，码垛机器人获取动态障碍物的实时距离；
判断实时距离是否为减小趋势，若是，则针对动态障碍物重新规划路线，若否，则降低速度并按照当前路线继续行驶。
具体地，根据本申请的码垛机器人的智能避障方法，包括：
针对目标区域，码垛机器人通过激光雷达仪的激光扫描，获得初始三维地图信息；其中，激光雷达仪位于码垛机器人的顶部，距离码垛机器人的顶端一定的高度向下进行激光扫描，能够扫描到码垛机器人的上方及四周的障碍物信息，包括障碍物大小、位置等，进而获得针对目标区域的初始三维地图信息，初始三维地图上标记已扫描确定的障碍物信息。
根据初始三维地图信息，获得初始三维路线信息；根据初始三维地图上的障碍物信息，确定码垛机器人的初始三维路线信息，包括路径与行驶速度等。
码垛机器人根据初始三维路线信息行驶，实时计算障碍物的路线距离；其中，实时计算障碍物的路线距离包括：设定障碍物距离阈值；针对每一个障碍物，进行如下计算：当障碍物与码垛机器人的实时距离小于障碍物距离阈值时，间隔相同时间段获取多组障碍物与码垛机器人的实时距离与夹角，其中，障碍物与码垛机器人的夹角为实时距离所在直线与当前路线的较小夹角；根据多组障碍物与码垛机器人的实时距离与夹角，通过公式(1)计算障碍物的路线距离。通过短时间内相同时间间隔获取的障碍物与码垛机器人的实时距离与夹角，能够更精确地预判障碍物与码垛机器人的靠近的趋势，从而使计算障碍物的路线距离更准确。
根据障碍物的路线距离，获得避障策略，包括：设定安全距离与累计误差系数，进而计算安全距离阈值；判断障碍物的路线距离是否小于安全距离阈值，若是，则针对障碍物重新规划路线，码垛机器人即时降低速度，若否，则按照当前路线继续行驶。
若出现动态障碍物，码垛机器人获取动态障碍物的实时距离；判断实时距离是否为减小趋势，若是，则针对动态障碍物重新规划路线，若否，则降低速度并按照当前路线继续行驶。
上述避障策略不仅针对固定障碍物进行了方位预测与避障，针对偶然出现的动态障碍物也同样公开了针对性的避障方案，适应性更强。
实施例2
本公开提供一种电子设备包括，该电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述码垛机器人的智能避障方法。
根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。
该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。
该处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。
实施例3
本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的码垛机器人的智能避障方法。
根据本公开实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。
上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：CD－ROM和DVD)、磁光存储介质(例如：MO)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如：ROM盒)。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种码垛机器人的智能避障方法，其特征在于，包括：
针对目标区域，码垛机器人通过激光雷达仪的激光扫描，获得初始三维地图信息；
根据所述初始三维地图信息，获得初始三维路线信息；
所述码垛机器人根据所述初始三维路线信息行驶，实时计算障碍物的路线距离；
根据所述障碍物的路线距离，获得避障策略。
2.根据权利要求1所述的码垛机器人的智能避障方法，其中，所述激光雷达仪位于所述码垛机器人的顶部。
3.根据权利要求1所述的码垛机器人的智能避障方法，其中，所述实时计算障碍物的路线距离包括：
设定障碍物距离阈值；
针对每一个障碍物，进行如下计算：
当所述障碍物与所述码垛机器人的实时距离小于所述障碍物距离阈值时，间隔相同时间段获取多组所述障碍物与所述码垛机器人的实时距离与夹角；
根据多组所述障碍物与所述码垛机器人的实时距离与夹角，计算所述障碍物的路线距离。
4.根据权利要求3所述的码垛机器人的智能避障方法，其中，通过公式(1)计算所述障碍物的路线距离：
Figure FDA0003115924300000011
其中，D为障碍物的路线距离，di为第i组的障碍物与码垛机器人的实时距离，θi为第i组的障碍物与码垛机器人的夹角，n为总组数。
5.根据权利要求3所述的码垛机器人的智能避障方法，其中，所述障碍物与所述码垛机器人的夹角为所述实时距离所在直线与当前路线的较小夹角。
6.根据权利要求3所述的码垛机器人的智能避障方法，其中，所述根据所述障碍物的路线距离，获得避障策略包括：
设定安全距离与累计误差系数，进而计算安全距离阈值；
判断所述障碍物的路线距离是否小于所述安全距离阈值，若是，则针对所述障碍物重新规划路线，若否，则按照当前路线继续行驶。
7.根据权利要求6所述的码垛机器人的智能避障方法，其中，还包括：
若针对所述障碍物重新规划路线，则所述码垛机器人即时降低速度。
8.根据权利要求1所述的码垛机器人的智能避障方法，其中，所述避障策略还包括：
若出现动态障碍物，所述码垛机器人获取所述动态障碍物的实时距离；
判断所述实时距离是否为减小趋势，若是，则针对所述动态障碍物重新规划路线，若否，则降低速度并按照当前路线继续行驶。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
存储器，存储有可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现权利要求1-8中任一项所述的码垛机器人的智能避障方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的码垛机器人的智能避障方法。
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