CN114355885A - 基于agv小车的协作机器人搬运系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人领域，公开了一种基于AGV小车的协作机器人搬运系统及方法。该系统包括：目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块；所述协作模块在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。通过人体识别模块和导航模块让协作机器人可以大范围的跟随用户进行生产操作，让操作的执行机构以及物料可以跟随协同工作的操作人员，提高了协作机器人的适应性，能应用于更多的场景中。

Description

基于AGV小车的协作机器人搬运系统及方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及基于AGV小车的协作机器人搬运系统及方法。

背景技术

随着生产力提升，产线自动化以及智能化的不断发展，协作机器人领域发展迅速，众所周知协作机器人，是在传统工业机器人的基础上实现可以与人在生产线上协同生产的模式，充分发挥机器人的效率及人类的智能。其生产效率高且安全性强，能够促进制企业生产的效率。保障了人和机器共同发挥生产环节中的特点，通过机器人取代危险以及重复的操作，让协同人员充分发挥高智能化和灵活的优势。

但在实际生产过程中，生产位置并不是一成不变的，甚至在一个生产环节中也需要经历多个生产位置的变化，传动的生产机器人无法跟随生产人员的移动改变生产位置或者生产方位，导致生产暂停甚至是生产中断，因此如何提高协作机器人的适应性和协同性成为亟待解决的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于AGV小车的协作机器人搬运系统及方法，旨在解决现有技术如何提高协作机器人的适应性和协同性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于AGV小车的协作机器人搬运系统，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统包括：协作模块、人体识别模块、导航模块以及运动模块；

所述人体识别模块，用于获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块；

所述协作模块，用于在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；

所述导航模块，用于在接收到跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块；

所述运动模块，用于在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。

可选的，所述人体识别模块，还用于根据所述人体方位信息生成跟随任务完成指令，将所述根据任务完成指令发送至协作模块；

所述协作模块，还用于在接收到所述跟随任务完成指令时，生成恢复指令，以使所述执行机构恢复工作。

可选的，所述导航模块包括：路线规划子模块以及避障子模块；

所述路线规划子模块，用于接收到所述跟随指令时，获取地图信息，根据所述人体方位信息和地图信息生成初始跟随路径；

所述避障子模块，用于获取障碍传感器信息，根据所述障碍传感器信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径；

所述路线规划子模块，还用于根据所述初始跟随路径和绕行路径生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块。

可选的，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统还包括：任务评估模块；

所述任务评估模块，用于在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块；

所述协作模块，还用于在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

可选的，所述协作模块，还用于在接收到所述安全跟随指令时，判断所述执行机构中是否存在未装载物料，在所述执行机构中存在未装载物料时，控制所述执行机构将所述未装载物料存放至预设物料装载区域，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种基于AGV小车的协作机器人搬运方法，所述基于AGV小车的协作机器人搬运方法应用于基于AGV小车的协作机器人搬运系统，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统包括：协作模块、人体识别模块、导航模块以及运动模块；

所述基于AGV小车的协作机器人搬运方法包括：

所述人体识别模块获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块；

所述协作模块在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；

所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块；

所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。

可选的，所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动之后，还包括：

所述人体识别模块根据所述人体方位信息生成跟随任务完成指令，将所述根据任务完成指令发送至协作模块；

所述协作模块在接收到所述跟随任务完成指令时，生成恢复指令，以使所述执行机构恢复工作。

可选的，所述导航模块包括：路线规划子模块以及避障子模块；

所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块包括：

所述路线规划子模块接收到所述跟随指令时，获取地图信息，根据所述人体方位信息和地图信息生成初始跟随路径；

所述避障子模块获取障碍传感器信息，根据所述障碍传感器信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径；

所述路线规划子模块根据所述初始跟随路径和绕行路径生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块。

可选的，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统还包括：任务评估模块；

所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动之后，还包括：

所述任务评估模块在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块；

所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

可选的，所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态，包括：

协作模块在接收到所述安全跟随指令时，判断所述执行机构中是否存在未装载物料，在所述执行机构中存在未装载物料时，控制所述执行机构将所述未装载物料存放至预设物料装载区域，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

本发明所述人体识别模块获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块；所述协作模块在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块；所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。通过人体识别模块和导航模块让协作机器人可以大范围的跟随用户进行生产操作，让操作的执行机构以及物料可以跟随协同工作的操作人员，提高了协作机器人的适应性，能应用于更多的场景中。

附图说明

图1为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运系统第一实施例的结构框图；

图2为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运系统第二实施例的结构框图；

图3为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运方法第一实施例的流程示意图；

图4为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运方法第二实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运系统第一实施例的结构框图。

所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统包括：协作模块10、人体识别模块20、导航模块30以及运动模块40。

在本实施中，所述人体识别模块20获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块10和导航模块30。

需要说明的是，本实施例实现于一种协作机器人与AGV一体化集成的一种模块化复合机器人平台(下称复合机器人平台)，该复合 AGV平台从结构上采用了移动底盘+协作机械臂的结构，做到基于 5G实时性、高速性的云服务端一体化控制，将原有机械臂和AGV底盘独立工控机从物理形式上去除，其计算能力和部署能力可以上升至云端也可以进行本地运算，通过云端计算轻量化车体，减少集成难度，让复合型机器人有了更广阔的应用范畴。其中，本实施例主要应用于协作机器人与生产人员协同工作的过程中，由于生产地点并不是一成不变的，有可能随着工艺流程改变发生生产位置的转移，这时候如果操作人员进行转移而机器人无法转移则意味着生产的中断，因此本实施例提出一种AGV小车与协作机器人相结合的移动机器人跟随系统，实现协作机器人与生产物料跟着生产人员进行转移以提高生产效率。

应当说明的是，人体识别模块20即为视觉检测模块以及相关运算单元集成的人体识别模块20，所述视觉检测模块可以为采集图像的高帧数照相机、单目摄像机、双目摄像机或者多种摄像设备相结合的图像采集单元。人体识别模块20用于识别待跟随目标，所述待跟随目标主要为协同工作的技术人员，通过目标检测结合身份验证可以锁定待跟随目标。

可以理解的是，协作模块10即为控制协作机器人执行机构的控制系统，其所控制的执行机构即为进行人机协同的机械结构，例如：机器手臂、刀具、夹具、装载机构以及传感器等等，本实施例对执行机构的表现形式不加以限定。例如：结合调度系统、生产管理执行系统等信息系统的指令，复合AGV平台与信息系统结合运作。调度人员通过系统，或者交付性语音向复合型AGV下达指令后，复合AGV 配合车载装卸机构，可自动装载货物，并执行跟随操作。

在具体实现中，目标个体信息即为待跟随目标的信息，所述目标个体信息可以通过复合机器人平台自带的视觉检测模块获取环境图像信息，根据目标检测结合技术人员的身份信息锁定待根据的目标，进而通过视觉传感器融合距离检测模块得到较为精确的目标距离以及相对于复合机器人平台坐标信息，距离检测模块可以为超声波测距仪，也可以为激光雷达，本实施例对此不加以限定。

其中，人体方位信息即为待跟随目标的位置信息，所述位置信息为待跟随目标与复合机器人平台的相对位置，保证复合机器人平台与待跟随目标始终保持一个较短的安全距离，让复合机器人平台能够随时重新进入工作状态。

在本实施中，所述协作模块10在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作。

需要说明的是，由于在移动跟随过程中执行机构继续工作时非常容易造成物料掉落或者碰撞危险的，因此在执行跟随指令时需要协作模块10暂停直行机构的工作。

在本实施中，所述导航模块30在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块40。

可以理解的是，在获取的人体方位信息后，复合机器人平台不能直接跟随生产人员移动，这是因为有很多场景下，人是可以直接通过的，而复合机器人平台需要找到一条适合行驶的路径进行跟随，例如：出现楼梯或者拐角的场景下，人可以直接通过，但复合机器人平台如果直接跟随就非常容易出现碰撞甚至侧翻的情况，因此需要结合当前位置、生产人员的位置和生产环境中的地图信息自行规划行驶路径。

其中，导航模块30可以集成于本地系统中，也可以存在与云端服务器中，本实施例提出一种优选方案，例如：复合机器人平台主要需要从物理构建、通信逻辑、场景应用及展示等方面，实现一对多(云端服务器对多台复合机器人)的控制逻辑和整体软硬件架构，达到边端轻量化，去工控化，柔性化云边协同等效果。整体技术架构软硬件分为三层，搭建本地化云服务器及系统环境搭建，实现复合机器人自主导航、智能识别复杂算法；基于5G网络的技术特点，采用5G终端模块化网关，搭建大数据、低时延的端到端通信应用，且满足5G 灵活切换，即插即用的技术条件；传感、数采、微计算等硬件集成主要分布在复合机器人执行端，主要用于支持安全保障、传感执行功能。做到基于5G实时性、高速性的云服务端一体化控制。因此，将导航模块30中路线规划的部分以及其它运算模块设置在云端可以将原有机械臂和AGV底盘独立工控机从物理形式上去除，其计算能力和部署能力上升至云端，轻量化车体，减少集成难度。

可以理解的是，通过5G通信可以让云边协同更加快速，如果将导航模块30设置在云端通过云端的导航模块30进行运算将控制电机运动的参数传输回本地，以保障符合机器人的实时跟随。

在本实施例中，所述导航模块30包括：路线规划子模块以及避障子模块；所述导航模块30在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块40包括：所述路线规划子模块接收到所述跟随指令时，获取地图信息，根据所述人体方位信息和地图信息生成初始跟随路径；所述避障子模块获取障碍传感器信息，根据所述障碍传感器信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径；所述路线规划子模块根据所述初始跟随路径和绕行路径生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块40。

需要说明的是，导航模块30可以包括路线规划子模块以及避障子模块两部分，所述路线规划子模块进入跟随任务状态后，可以根据地图信息和人体方位信息生成初始跟随路径，初始跟随路径即为理想的没有任何障碍物和突发情况影响下的行驶路线，但是生产环境错综复杂，难免会有物料堆积、障碍物阻挡的情况出现，可以根据障碍传感器信息上传的数据确定障碍物位置信息，再将障碍物位置信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径。最后根据绕行路径和初始跟随路径进行拟合，得到最终安全的跟随路径信息。

在本实施中，所述运动模块40在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。

需要说明的是，导航模块30根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块40。运动模块40只需要获取运动参数并将其转化为控制电机的运动指令即可控制其移动。

在本实施例中，所述运动模块40在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动之后，还包括：所述人体识别模块20根据所述人体方位信息生成跟随任务完成指令，将所述根据任务完成指令发送至协作模块10；所述协作模块10在接收到所述跟随任务完成指令时，生成恢复指令，以使所述执行机构恢复工作。

可以理解的是，在跟随任务完成时，可以立即恢复执行机构的生产工作，做到真正的随走随停，跟随生产人员的工作，达到无缝衔接先前的工作，避免了每次转移或者小范围移动生产机构也要停机重启，在小范围移动的生产场景中，能极大的提升生产效率。

本实施例所述人体识别模块20获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块10和导航模块30；所述协作模块10 在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；所述导航模块30在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块40；所述运动模块40在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。通过人体识别模块20和导航模块30让协作机器人可以大范围的跟随用户进行生产操作，让操作的执行机构以及物料可以跟随协同工作的操作人员，提高了协作机器人的适应性，能应用于更多的场景中。

参照图2，图2为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运系统第二实施例的结构框图，基于上述第一实施例，提出本发明基于AGV 小车的协作机器人搬运系统的第二实施例。

所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统包括：任务评估模块50。

在本实施例中，所述任务评估模块50在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块10。

可以理解的是，任务评估模块50即为判定跟随任务是短距离移动还是长距离转移的工作模块。

需要说明的是，在短距离跟随的场景中，为了实现随走随停无缝生产，需要将执行机构保持原有状态以提高生产效率，但在长距离转移的场景中，执行机构一直处于舒展状态或者工作状态可能产生碰撞风险，同时，物料也有掉落风险，因此在进行长距离转移时自动将执行机构进行收缩，有利于提高复合机器人的稳定性，例如在上下坡时减少复合机器人的倾倒风险，减小碰撞面积，在即使空间狭小时也不会有碰撞风险。是否长距离转移的判断标准可以根据预先设置好的时间或者距离进行判断，当距离超过一定距离或者转移时间较长时认定为长距离转移。

在本实施例中，所述协作模块10在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

可以理解的是，预设安全姿态为预先设定好的较为安全的执行机构姿态，例如：当执行机构为三轴机械手臂时，将机械手自动折叠收缩值工作台面以增加转移时的安全性。

在本实施例中，所述协作模块10在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态，包括：协作模块10在接收到所述安全跟随指令时，判断所述执行机构中是否存在未装载物料，在所述执行机构中存在未装载物料时，控制所述执行机构将所述未装载物料存放至预设物料装载区域，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

进一步的，在生产过程中，可能转移时机械手臂或者工作台上还存放有工作时的物料，在长距离移动工程中可能有跌落风险，例如：在上坡时在符合机器人的工作台上未固定的物料即容易滚落，因此可以将物料存放至预设物料装载区域，例如：将物料都存放至复合机器人工作台上的物料盘或者物料盒中以避免物料滚落。在安置好物料后，再将执行机构切换至预设安全姿态。

本实施例所述任务评估模块50在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块10；所述协作模块10在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。通过上述方式，实现了对跟随任务的判断，以在短距离跟随时保证随走随停，无缝配合生产人员生产工作，进而提高复合机器人平台的工作效率。而在长距离转移时提高复合机器人的安全性，降低碰撞和物料掉落的风险。

进一步地，参照图3，图3为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运方法，图3为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运方法第一实施例的流程示意图，所述基于AGV小车的协作机器人搬运方法应用于基于AGV小车的协作机器人搬运系统，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统包括：协作模块、人体识别模块、导航模块以及运动模块。

所述基于AGV小车的协作机器人搬运方法包括：

步骤S10：所述人体识别模块获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块。

需要说明的是，本实施例实现于一种协作机器人与AGV一体化集成的一种模块化复合机器人平台(下称复合机器人平台)，该复合 AGV平台从结构上采用了移动底盘+协作机械臂的结构，做到基于 5G实时性、高速性的云服务端一体化控制，将原有机械臂和AGV底盘独立工控机从物理形式上去除，其计算能力和部署能力可以上升至云端也可以进行本地运算，通过云端计算轻量化车体，减少集成难度，让复合型机器人有了更广阔的应用范畴。其中，本实施例主要应用于协作机器人与生产人员协同工作的过程中，由于生产地点并不是一成不变的，有可能随着工艺流程改变发生生产位置的转移，这时候如果操作人员进行转移而机器人无法转移则意味着生产的中断，因此本实施例提出一种AGV小车与协作机器人相结合的移动机器人跟随系统，实现协作机器人与生产物料跟着生产人员进行转移以提高生产效率。

应当说明的是，人体识别模块即为视觉检测模块以及相关运算单元集成的人体识别模块，所述视觉检测模块可以为采集图像的高帧数照相机、单目摄像机、双目摄像机或者多种摄像设备相结合的图像采集单元。人体识别模块用于识别待跟随目标，所述待跟随目标主要为协同工作的技术人员，通过目标检测结合身份验证可以锁定待跟随目标。

可以理解的是，协作模块即为控制协作机器人执行机构的控制系统，其所控制的执行机构即为进行人机协同的机械结构，例如：机器手臂、刀具、夹具、装载机构以及传感器等等，本实施例对执行机构的表现形式不加以限定。例如：结合调度系统、生产管理执行系统等信息系统的指令，复合AGV平台与信息系统结合运作。调度人员通过系统，或者交付性语音向复合型AGV下达指令后，复合AGV配合车载装卸机构，可自动装载货物，并执行跟随操作。

在具体实现中，目标个体信息即为待跟随目标的信息，所述目标个体信息可以通过复合机器人平台自带的视觉检测模块获取环境图像信息，根据目标检测结合技术人员的身份信息锁定待根据的目标，进而通过视觉传感器融合距离检测模块得到较为精确的目标距离以及相对于复合机器人平台坐标信息，距离检测模块可以为超声波测距仪，也可以为激光雷达，本实施例对此不加以限定。

其中，人体方位信息即为待跟随目标的位置信息，所述位置信息为待跟随目标与复合机器人平台的相对位置，保证复合机器人平台与待跟随目标始终保持一个较短的安全距离，让复合机器人平台能够随时重新进入工作状态。

步骤S20：所述协作模块在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作。

需要说明的是，由于在移动跟随过程中执行机构继续工作时非常容易造成物料掉落或者碰撞危险的，因此在执行跟随指令时需要协作模块暂停执行机构的工作。

步骤S30：所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块。

可以理解的是，在获取的人体方位信息后，复合机器人平台不能直接跟随生产人员移动，这是因为有很多场景下，人是可以直接通过的，而复合机器人平台需要找到一条适合行驶的路径进行跟随，例如：出现楼梯或者拐角的场景下，人可以直接通过，但复合机器人平台如果直接跟随就非常容易出现碰撞甚至侧翻的情况，因此需要结合当前位置、生产人员的位置和生产环境中的地图信息自行规划行驶路径。

其中，导航模块可以集成于本地系统中，也可以存在与云端服务器中，本实施例提出一种优选方案，例如：复合机器人平台主要需要从物理构建、通信逻辑、场景应用及展示等方面，实现一对多(云端服务器对多台复合机器人)的控制逻辑和整体软硬件架构，达到边端轻量化，去工控化，柔性化云边协同等效果。整体技术架构软硬件分为三层，搭建本地化云服务器及系统环境搭建，实现复合机器人自主导航、智能识别复杂算法；基于5G网络的技术特点，采用5G终端模块化网关，搭建大数据、低时延的端到端通信应用，且满足5G灵活切换，即插即用的技术条件；传感、数采、微计算等硬件集成主要分布在复合机器人执行端，主要用于支持安全保障、传感执行功能。做到基于5G实时性、高速性的云服务端一体化控制。因此，将导航模块中路线规划的部分以及其它运算模块设置在云端可以将原有机械臂和AGV底盘独立工控机从物理形式上去除，其计算能力和部署能力上升至云端，轻量化车体，减少集成难度。

可以理解的是，通过5G通信可以让云边协同更加快速，如果将导航模块设置在云端通过云端的导航模块进行运算将控制电机运动的参数传输回本地，以保障符合机器人的实时跟随。

在本实施例中，所述导航模块包括：路线规划子模块以及避障子模块；所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块包括：所述路线规划子模块接收到所述跟随指令时，获取地图信息，根据所述人体方位信息和地图信息生成初始跟随路径；所述避障子模块获取障碍传感器信息，根据所述障碍传感器信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径；所述路线规划子模块根据所述初始跟随路径和绕行路径生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块。

需要说明的是，导航模块可以包括路线规划子模块以及避障子模块两部分，所述路线规划子模块进入跟随任务状态后，可以根据地图信息和人体方位信息生成初始跟随路径，初始跟随路径即为理想的没有任何障碍物和突发情况影响下的行驶路线，但是生产环境错综复杂，难免会有物料堆积、障碍物阻挡的情况出现，可以根据障碍传感器信息上传的数据确定障碍物位置信息，再将障碍物位置信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径。最后根据绕行路径和初始跟随路径进行拟合，得到最终安全的跟随路径信息。

步骤S40：所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。

需要说明的是，导航模块根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块。运动模块只需要获取运动参数并将其转化为控制电机的运动指令即可控制其移动。

在本实施例中，所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动之后，还包括：所述人体识别模块根据所述人体方位信息生成跟随任务完成指令，将所述根据任务完成指令发送至协作模块；所述协作模块在接收到所述跟随任务完成指令时，生成恢复指令，以使所述执行机构恢复工作。

可以理解的是，在跟随任务完成时，可以立即恢复执行机构的生产工作，做到真正的随走随停，跟随生产人员的工作，达到无缝衔接先前的工作，避免了每次转移或者小范围移动生产机构也要停机重启，在小范围移动的生产场景中，能极大的提升生产效率。

本实施例所述人体识别模块获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块；所述协作模块在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块；所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。通过人体识别模块和导航模块让协作机器人可以大范围的跟随用户进行生产操作，让操作的执行机构以及物料可以跟随协同工作的操作人员，提高了协作机器人的适应性，能应用于更多的场景中。

参照图4，图4为本发明基于AGV小车的协作机器人搬运方法第二实施例的流程示意图，基于上述图4所示的实施例，提出本发明基于AGV小车的协作机器人搬运方法的第二实施例。

在本实施例中，所述步骤S40之后，还包括：

步骤S50：所述任务评估模块在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块。

可以理解的是，任务评估模块即为判定跟随任务是短距离移动还是长距离转移的工作模块。

需要说明的是，在短距离跟随的场景中，为了实现随走随停无缝生产，需要将执行机构保持原有状态以提高生产效率，但在长距离转移的场景中，执行机构一直处于舒展状态或者工作状态可能产生碰撞风险，同时，物料也有掉落风险，因此在进行长距离转移时自动将执行机构进行收缩，有利于提高复合机器人的稳定性，例如在上下坡时减少复合机器人的倾倒风险，减小碰撞面积，在即使空间狭小时也不会有碰撞风险。是否长距离转移的判断标准可以根据预先设置好的时间或者距离进行判断，当距离超过一定距离或者转移时间较长时认定为长距离转移。

步骤S60：所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

可以理解的是，预设安全姿态为预先设定好的较为安全的执行机构姿态，例如：当执行机构为三轴机械手臂时，将机械手自动折叠收缩值工作台面以增加转移时的安全性。

在本实施例中，所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态，包括：协作模块在接收到所述安全跟随指令时，判断所述执行机构中是否存在未装载物料，在所述执行机构中存在未装载物料时，控制所述执行机构将所述未装载物料存放至预设物料装载区域，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

进一步的，在生产过程中，可能转移时机械手臂或者工作台上还存放有工作时的物料，在长距离移动工程中可能有跌落风险，例如：在上坡时在符合机器人的工作台上未固定的物料即容易滚落，因此可以将物料存放至预设物料装载区域，例如：将物料都存放至复合机器人工作台上的物料盘或者物料盒中以避免物料滚落。在安置好物料后，再将执行机构切换至预设安全姿态。

本实施例所述任务评估模块在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块；所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。通过上述方式，实现了对跟随任务的判断，以在短距离跟随时保证随走随停，无缝配合生产人员生产工作，进而提高复合机器人平台的工作效率。而在长距离转移时提高复合机器人的安全性，降低碰撞和物料掉落的风险。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于AGV小车的协作机器人搬运系统，其特征在于，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统包括：协作模块、人体识别模块、导航模块以及运动模块；

所述人体识别模块，用于获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块；

所述协作模块，用于在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；

所述导航模块，用于在接收到跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块；

所述运动模块，用于在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。

2.如权利要求1所述的基于AGV小车的协作机器人搬运系统，其特征在于，所述人体识别模块，还用于根据所述人体方位信息生成跟随任务完成指令，将所述根据任务完成指令发送至协作模块；

所述协作模块，还用于在接收到所述跟随任务完成指令时，生成恢复指令，以使所述执行机构恢复工作。

3.如权利要求1所述的基于AGV小车的协作机器人搬运系统，其特征在于，所述导航模块包括：路线规划子模块以及避障子模块；

所述路线规划子模块，用于接收到所述跟随指令时，获取地图信息，根据所述人体方位信息和地图信息生成初始跟随路径；

所述避障子模块，用于获取障碍传感器信息，根据所述障碍传感器信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径；

所述路线规划子模块，还用于根据所述初始跟随路径和绕行路径生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块。

4.如权利要求1所述的基于AGV小车的协作机器人搬运系统，其特征在于，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统还包括：任务评估模块；

所述任务评估模块，用于在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块；

所述协作模块，还用于在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

5.如权利要求4所述的基于AGV小车的协作机器人搬运系统，其特征在于，所述协作模块，还用于在接收到所述安全跟随指令时，判断所述执行机构中是否存在未装载物料，在所述执行机构中存在未装载物料时，控制所述执行机构将所述未装载物料存放至预设物料装载区域，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

6.一种基于AGV小车的协作机器人搬运方法，其特征在于，所述基于AGV小车的协作机器人搬运方法应用于如权利要求1至5中任一项所述的基于AGV小车的协作机器人搬运系统，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统包括：协作模块、人体识别模块、导航模块以及运动模块；

所述基于AGV小车的协作机器人搬运方法包括：

所述人体识别模块获取目标个体信息，根据所述目标个体信息得到人体方位信息，根据所述人体方位信息生成跟随指令，将所述跟随指令发送至协作模块和导航模块；

所述协作模块在接收到跟随指令时，生成暂停指令，以使执行机构暂停工作；

所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块；

所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动。

7.如权利要求6所述的基于AGV小车的协作机器人搬运方法，其特征在于，所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动之后，还包括：

所述人体识别模块根据所述人体方位信息生成跟随任务完成指令，将所述根据任务完成指令发送至协作模块；

所述协作模块在接收到所述跟随任务完成指令时，生成恢复指令，以使所述执行机构恢复工作。

8.如权利要求6所述的基于AGV小车的协作机器人搬运方法，其特征在于，所述导航模块包括：路线规划子模块以及避障子模块；

所述导航模块在接收到所述跟随指令时，根据所述人体方位信息生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块包括：

所述路线规划子模块接收到所述跟随指令时，获取地图信息，根据所述人体方位信息和地图信息生成初始跟随路径；

所述避障子模块获取障碍传感器信息，根据所述障碍传感器信息和初始跟随路径判断是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，生成绕行路径；

所述路线规划子模块根据所述初始跟随路径和绕行路径生成跟随路径信息，根据所述跟随路径信息确定运动参数，将所述运动参数发送至运动模块。

9.如权利要求6所述的基于AGV小车的协作机器人搬运方法，其特征在于，所述基于AGV小车的协作机器人搬运系统还包括：任务评估模块；

所述运动模块在接收到运动参数时，根据所述运动参数控制移动之后，还包括：

所述任务评估模块在跟随任务到达预设时间或者跟随距离到达预设距离时，生成安全跟随指令，将所述安全跟随指令发送至协作模块；

所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

10.如权利要求6所述的基于AGV小车的协作机器人搬运方法，其特征在于，所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态，包括：

所述协作模块在接收到所述安全跟随指令时，判断所述执行机构中是否存在未装载物料，在所述执行机构中存在未装载物料时，控制所述执行机构将所述未装载物料存放至预设物料装载区域，根据所述安全跟随指令控制执行机构切换至预设安全姿态。

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