CN114661048A - 一种移动机器人对接方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种移动机器人对接方法、装置及电子设备，移动机器人对接的工位包含有标志物，标志物包括第一区域和第二区域，第二区域的反光率低于第一区域的反光率，该方法包括：获得移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点云所形成的点云图；基于获得的点云图中各点的光强，确定点云图中是否存在反映第一区域的第一点集；若点云图中存在第一点集，则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定反映第二区域的第二点集，并依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置；依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接，由此实现了移动机器人与工位的精准对接。

Description

一种移动机器人对接方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种移动机器人对接方法、装置及电子设备。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，移动机器人被运用在越来越多的场景中。在这些场景中，移动机器人需要与工位对接。比如在仓储场景中，移动机器人需要与对接机台这种工位对接，以实现货架的卸载。再比如，移动机器人需要与充电桩这种工位对接，以实现机器人的自动充电。

因此，如何驱动机器人与工位进行精准对接就成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种移动机器人对接方法、装置及电子设备，实现驱动机器人与工位进行精准对接。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

根据本申请的第一方面，提供一种移动机器人对接方法，与移动机器人对接的工位包含有标志物，所述标志物包括第一区域和第二区域，所述第二区域的反光率低于所述第一区域的反光率，所述方法包括：

获得所述移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点云所形成的点云图；

基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，所述第一点集用于指示所述标志物的第一区域；

若所述点云图中存在第一点集，则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，并依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置；其中，所述第二点集用于指示所述标志物的第二区域；

依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

可选的，所述方法还包括：

若所述点云图中不存在第一点集，则依据最近一个扫描周期确定出的所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置、以及所述移动机器人从最近一个扫描周期至当前扫描周期的行驶里程参数，确定所述标志物相对于所述移动机人的当前相对位置；

依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

可选的，所述第一区域的个数为两个，两个第一区域之间设置有第二区域；

所述基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，包括：

检测所述点云图中是否存在多个目标点集；其中，每个目标点集包括：多个在点云图上位置连续且光强高于预设阈值的目标点、且该目标点集中的目标点的数量高于预设数量阈值；

如果不存在，则确定所述点云图中不存在第一点集；

如果存在，则将多个目标点集划分为至少一个目标点集组，并基于划分出的目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集；其中，每个目标点集组包括两个在点云图上位置相邻的目标点集。

可选的，所述基于划分出的目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集，包括：

检测划分出的至少一个目标点集组中是否存在满足预设条件的第一目标点集组；

若存在，则确定所述点云图中存在所述第一点集，并将所述第一目标点集组中的两个目标点集确定为第一点集；

若不存在，则确定所述点云图中不存在所述第一点集；

其中，所述预设条件包括：目标点集组中的两个目标点集之间的距离在第一预设距离范围内，且两个目标点集之间的点所形成的直线满足预设直线度要求；所述第一预设距离范围与所述标志物上的两个第一区域之间的距离匹配。

可选的，所述依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，包括：

在点云图上，将位置位于两个第一点集之间的点组成第二点集。

可选的，所述当前相对位置由所述移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示；

所述依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置，包括：

依据所述第二点集中点的坐标确定所述第二点集的中心位置，并依据所述中心位置的坐标确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离；

确定所述第二点集中的点所形成的直线的垂线与移动机器人行驶方向的夹角，作为所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

可选的，所述当前相对位置由所述移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示；

所述依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接，包括：

若当前距离满足第二预设距离范围、且当前偏离角满足预设角度范围，则触发所述移动机器人与所述工位对接；

若当前距离不满足第二预设距离范围、和/或当前偏离角不满足预设角度范围，则基于当前距离与第二预设距离范围中的指定距离值的差异、当前偏离角与预设角度范围中的指定角度值的差异，调整所述移动机器人的运动参数，并以调整后的运动参数驱动所述移动机器人移动。

可选的，相对位置由所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机人与所述标志物的偏离角表示；

所述行驶里程参数包括所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度；

所述依据最近一次扫描周期确定出的所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶里程参数，确定标志物相对于所述移动机人的当前相对位置，包括：

依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离，确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离；

依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的偏离角、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度，确定所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

可选的，所述标志物为长方形，所述标志物包括的两个第一区域和第二区域均为长方形；

所述第一区域对称设置在所述第二区域的两侧；

构成第一区域的材料为反光材料，构成第二区域的材料为哑光材料。

根据本申请的第二方面，提供一种移动机器人对接装置，与移动机器人对接的工位包含有标志物，所述标志物包括第一区域和第二区域，所述第二区域的反光率低于所述第一区域的反光率，所述装置包括：

获得单元，用于获得所述移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点云所形成的点云图；

第一确定单元，用于基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，所述第一点集用于指示所述标志物的第一区域；

第二确定单元，用于若所述点云图中存在第一点集，则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，并依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置；其中，所述第二点集用于指示所述标志物的第二区域；

对接单元，用于依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

根据本申请的第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括可读存储介质和处理器；

其中，所述可读存储介质，用于存储机器可执行指令；

所述处理器，用于读取所述可读存储介质上的所述机器可执行指令，并执行所述指令以实现上述移动机器人对接方法。

由上述描述可知，在本申请中，在工位上设置了标志物，移动机器人通过部署的激光雷达发现标志物并对标志物的定位(即确定标志物相对于移动机器人的相对位置)，通过标志物相对于移动机器人的相对位置来引导移动机器人与工位对接。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种标志物结构示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种移动机器人对接的场景示意图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种移动机器人对接方法的流程图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种机器人俯视图和点云图；

图5是本申请一示例性实施例示出的另一种移动机器人和点云图；

图6是本申请一示例性实施例示出的另一种移动机器人和点云图；

图7是本申请一示例性实施例示出的一种电子设备的硬件结构图；

图8是本申请一示例性实施例示出的一种移动机器人对接装置的框图。

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。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

本申请旨在提出一种机器人对接方法，在本申请中，在工位上设置了标志物，移动机器人通过部署的激光雷达发现标志物并对标志物的定位(即确定标志物相对于移动机器人的相对位置)，通过标志物相对于移动机器人的相对位置来引导移动机器人与工位对接。

下面从标志物和移动机器人对接方法两方面对本申请提供的技术方案进行详细地介绍。

1、标志物

在本申请中，在工位上设置有标志物。标志物具有至少一个第一区域和第二区域。第一区域的反光率高于第二区域。

比如，第一区域由反光材料构成，第二区域由哑光材料构成。哑光材料可以是具有一定粗糙度的材料，比如哑光材料可以是磨砂材料。哑光材料的颜色推荐为深色，比如黑色等。

在一种可选的实现方式中，如图1所示，标志物具有两个第一区域和一个第二区域，第二区域设置在两个第一区域之间。比如，两个第一区域可以对称设置在第二区域的两侧，两个第一区域的区域形状和大小一致。这里只是对第一区域和第二区域的位置关系进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。

需要说明的是，在实际应用中，标志物各个区域的尺寸可以自定义，比如，如图1所示，可以将第二区域的宽度b设置为280mm，将第一区域的宽度c设置为60mm，这里只是示例性地说明，不对其进行具体地限定。

标志物距离地面的高度(即图2中的a距离)可以与移动机器人上部署的激光雷达的激光平面距离地面的高度相符，以保证激光雷达发出的光可以照在标志物上。标志物距离地面的高度可根据激光水平度和地面起伏情况进行相应的增加。

此外，第一区域和第二区域需要处于同一平面，且两个第一区域和第二区域表面都应保证平滑。尤其是第二区域，若第二区域表面存在凸起或者凹陷等，很可能导致无法对标志物进行定位或者定位不准确。

在安装标志物时，应保证标志物的高度与移动机器人上部署的激光雷达的激光发射面高度相符，以保证激光可以打在标志物上。

需要说明的是：

设置第一区域和第二区域的原因是：

如果标志物仅由反光率高的材料构成，虽然反光率高的材料很容易被激光雷达发现，但是也由于材料的反光率过高，所以不容易实现对标志物的精确定位，即不容易准确确定出标志物与移动机器人的位置偏差。

为了实现对标志物的准确定位，在本申请中，标志物包括至少一个第一区域和第二区域，第二区域的反光率低于第一区域，利用第一区域反光率高的特性，实现标志物发现，利用第二区域反光率低的特性，实现标志物准确定位。

2、移动机器人的对接方法

参见图3，图3是本申请一示例性实施例示出的一种移动机器人对接方法的流程图，该方法可应用在电子设备上，比如该电子设备可以是服务器，也可以是移动机器人上，这里只是对电子设备进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。该方法可包括如下所示步骤：

步骤301：电子设备获得所述移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点云所形成的点云图。

其中，本申请所述的移动机器人是指可以移动的机器人，可包括：AGV(AutomaticGuided Vehicle，自动导引车，又称为移动机器人)、工业类机器人、消费类移动机器人、娱乐类移动机器人、无人机等设备，这里只是对移动机器人进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。

上述工位是指可与移动机器人对接的物体，比如上述工位可以是对接机台，移动机器人与对接机台对接实现货架的卸载。上述工位也可以是充电桩，移动机器人与充电桩对接以实现充电。这里只是对工位进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。

在实现时，移动机器人上部署的激光雷达会周期性地进行激光扫描。

具体地，在本扫描周期开始时，激光雷达发射激光，然后激光雷达旋转一定角度再发射激光，通过不断旋转角度发射激光的方式完成本周期的激光扫描。在激光雷达发射激光后，激光雷达还会接收到激光打在物体上，物体反射回来的激光束。这里将反射回的一个激光束所携带的信息称为点，将反射回的多个激光束所携带的信息称为点云。

换句话来说，点云中的点为一个反射激光束携带的信息的集合。比如，一个反射激光束对应的点中携带了反射该激光束的物体在机器人所在的极坐标系下的坐标，以及该激光束的光强等信息，这里只是对点携带的信息进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。

在本申请中，电子设备在获取到移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点后，电子设备可将每个点携带的极坐标系下的坐标转换为笛卡尔坐标系下的坐标，然后依据各个点在笛卡尔坐标系下的坐标，形成点云图。

例如，如图4所示，图4中的(a)图为移动机器人的俯视图，其中，以移动机器人的中心作为原点，以移动机器人运动方向作为x轴，以移动机器人运动方向的垂线方向作为y轴，建立笛卡尔坐标系。

图4中的(b)图为激光雷达扫描得到的点云图。

移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期开始不断地旋转角度发射激光，激光打在工位标志物或者其他物体上发生发射，移动机器人会接收到反射回来的多个激光束，并将每个激光束携带的信息【比如物体的在极坐标系(以移动机器人为原心所建立的坐标系)下的坐标信息和光强】作为一个点，形成点云。

然后，电子设备将每个点的坐标转换在如图4(a)所示的笛卡尔坐标系下，并依据每个点转换后的坐标信息生成点云图，生成的点云图如图4(b)所示。

步骤302：基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，所述第一点集用于指示所述标志物的第一区域。

在一种可选的实现方式中，当上述标志物上的第一区域的数量为两个，第二区域设置在两个第一区域之间时，可采用如下步骤3021至步骤3023来实现步骤302。

步骤3021：检测所述点云图中是否存在多个目标点集；其中，每个目标点集包括：多个在点云图上位置连续且光强高于预设阈值的目标点、且该目标点集中的目标点的数量高于预设数量阈值。

需要说明的是，预设数量阈值可以由标志物上的第一区域的宽度来确定，宽度越大，预设数量阈值越大，宽度越小，预设数量阈值越小。

例如，图4中的(b)图所示的3个圆圈，就分别是3个目标点集，每个圆圈中的点的光强高于预设阈值并且该圆圈中的点的位置连续，并且这3个目标点集中的目标点的数量均超过预设阈值。

在实现步骤3021，电子设备可按照预设顺序，依次获取点云图上的每个点，检测该点的光强是否大于预设阈值，若该点光强大于预设阈值，则标记该点为反光点。

若该点光强小于或等于预设阈值，则确定该点的前一个点是否为反光点。若该点的前一个点不是反光点，则继续获取下一个点进行上述操作。若该点的前一个点是反光点，则获取该点前的位置连续的反光点，然后检测获取到的反光点的数量是否大于预设数量阈值。若获取到的反光点的数量是否大于预设数量阈值，则将获取到的这些反光点组成一个目标点集。

例如，如图5所示，电子设备可按照逆时针顺序，依次获取点云图上的每个点。

比如，按照逆时针顺序获取图5右边的第一个点，作为按照逆时针顺序获取的第一个点。由于第一个点的光强小于预设阈值、且第一个点前也没有反光点，则继续按照逆时针顺序获取第二个点(即图5右边的第二个点)，由于第二个点的光强小于预设阈值、且第二个点前也没有反光点。所以继续按照逆时针顺序获取第三个点(即图5右边的第三个点)，由于第三个点的光强大于预设阈值，所以将第三个点标记为反光点。然后按照逆时针顺序获取第四个点(即图5右边的第四个点)，由于第四个点的光强大于预设阈值，所以将第四个点标记为反光点。然后按照逆时针顺序获取第五个点(即图5右边的第五个点)，由于第五个点光强大于预设阈值，所以将第五个点标记为反光点。然后，电子设备按照逆时针顺序获取第六个点(即图5右边的第六个点)，由于第六个点光强小于预设阈值，且第六个点前的点是反光点，所以获取第六个点前的位置连续的反光点(即第三个点、第四个点和第五个点)。

假设预设数量阈值为2，由于获取到第六个点前的位置连续的反光点的数量大于2，所以将这些反光点(即第三个点、第四个点和第五个点)组成一个目标点集组。

需要说明的是，由于在实际应用中，移动机器人行驶环境中会有一些反光强度高的物体，比如金属物品等。而当工位标志物和金属物品都被激光雷达扫描到时，激光雷达所得到的点云图中就会出现多个光强高于预设阈值且位置连续的目标点所组成的点集。所以，本申请会出现多个目标点集组。

步骤3022：如果点云图中不存在多个目标点集，则确定所述点云图中不存在第一点集。

由于在本申请实施例中，标志物上的第一区域是两个，所以点云图里至少要存在两个目标点集，当点云图中不存在目标点集，或者点云图存在一个目标点集，都表明点云图里没有表示标志物第一区域的第一点集。

步骤3023：如果点云图中存在多个目标点集，则将多个目标点集划分为至少一个目标点集组，并基于划分出的目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集；其中，每个目标点集组包括两个在点云图上位置相邻的目标点集。

需要说明的是，当点云图中存在多个目标点集时，需要进一步判断这些目标点集是反映移动机器人环境中的其他反光物体，还是反映标志物的第一区域，因此还需要进一步对目标点集进行判断。

在实现时，电子设备可将多个目标点集划分为至少一个目标点集组，其中，每个目标点集组包括两个在点云图上位置相邻的目标点集。

其中，相邻的目标点集是指两个目标点集邻近，两个目标点集之间可以不相接，可以有一段距离，但两个目标点集之间没有其他的目标点集。

例如，电子设备可将位置相邻的两个目标点集划分为一个目标点集组。

假设，从点云图中找到的目标点集如图4中的(b)图所示，由于目标点集和目标点集2位置相邻，所以将目标点集1和目标点集2划分为一个目标点集组。由于目标点集2和目标点集3位置相邻，所以将目标点集2和目标点集3划分为一个目标点集组。由此形成连个目标点集组。

然后，电子设备可依据划分出的至少一个目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集。

下面通过步骤A1至步骤A3对“电子设备可依据划分出的至少一个目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集”进行详细说明。

步骤A1：电子设备检测划分出的至少一个目标点集组中是否存在满足预设条件的第一目标点集组。

步骤A2：若划分出的至少一个目标点集组中存在满足预设条件的第一目标点集组，电子设备可确定从点云图中识别出了用于指示标志物第一区域的第一点集，并将第一目标点集组中的两个目标点集确定为第一点集。

步骤A3：若划分出的至少一个目标点集组中不存在满足预设条件的第一目标点集组，电子设备确定所述点云图中不存在第一点集。

其中，预设条件包括：目标点集组中的两个目标点集之间的距离在第一预设距离范围内，且两个目标点集之间的点所形成的直线满足预设直线度要求。

其中，上述第一预设距离范围由标志物的两个第一区域之间的距离确定，比如第一预设距离范围由第二区域的宽度加预设误差组成。

需要说明的是，预设条件是为了从众多目标点集组中，区分出标志物的两个第一区域对应的点集所组成的点集组，所以预设条件是依据标志物的第一区域的相关特性来设定的。

具体地，第一方面，由于标志物的两个第一区域中间设置有第二区域，所以标志物的两个第一区域之间是有距离的，所以在预设条件中设定了两个相邻的目标点集之间的距离在第一预设距离范围内(即两个相邻的目标点集之间的距离应与标志物的第一区域之间的距离相匹配)。第二方面，由于第二区域的反光率低，所以用于指示第二区域的点在笛卡尔坐标系下会形成一条满足预设直线度要求的直线，所以在上述条件还包括“两个目标点集之间的点所形成的直线满足预设直线度要求”。

在实现时，针对每一个目标点集组，电子设备可检测该目标点集组是否满足预设条件。若该目标点集组是否满足预设条件，则确定该目标点集组为第一目标点集组，并将第一目标点集组中的两个目标点集分别作为第一点集。

若所有目标点集组都不满足预设条件，则表明所述点云图中不存在第一点集。

下面仍以图4中的(b)图所示的例子为例，进行说明。

假设图4中的(b)图所示的点云图中存在两个目标点集组，分别为目标点集组1和目标点集组2。

目标点集组1包括：目标点集1和目标点集2。

目标点集组2包括：目标点集2和目标点集3。

由于目标点集1和目标点集2之间的距离在第一预设距离范围内，且目标点集1和目标点集2之间的点所形成的直线满足预设直线度要求，所以将目标点集组1确定为第一目标点集组，将目标点集1和目标点集2分别确定为用于反映标志物第一区域的第一点集。

由于目标点集2和目标点集3之间的距离不在第一预设距离范围内，所以目标点集组2不是第一目标点集组。

步骤303：若所述点云图中存在第一点集，电子设备则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，并依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置；其中，所述第二点集用于指示所述标志物的第二区域。

下面通过步骤3031至步骤3032对步骤303进行详细地说明。

步骤3031：若所述点云图中存在第一点集，电子设备则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集。

在实现时，若所述点云图中存在第一点集，电子设备则位置位于两个第一点集之间的点组成第二点集。

如图4中的(b)图所示，假设目标点集1和目标点集2均为第一点集，则目标点集1和目标点集2之间的点组成第二点集。比如，将目标点集2的下边界和目标点集1的上边界之间的点组成第二点集，即将图4中的(b)所示的虚线框圈住的点组成第二点集。

步骤3032：依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置。

在本申请实施例中，标志物相对于移动机器人的当前相对位置可以由移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示，当然在实际应用中，也可以由标志物的坐标与机器人的坐标差异来表示，这里只是对当前相对位置进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。

下面以“当前相对位置由移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示”为例，对步骤3032进行详细地说明。

1)确定移动机器人与所述标志物的当前距离

需要说明的是，本申请所述的“移动机器人与所述标志物的当前距离”可以是指移动机器人与标志物的直线距离，也可以是指在机器人坐标系下，移动机器人与标志物横坐标的距离、以及移动机器人与标志物纵坐标的距离。

在实现时，电子设备可依据所述第二点集中点的坐标确定所述第二点集的中心位置，并依据所述中心位置的坐标确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离。

在一种可选的实现方式中，电子设备可计算第二点集中所有点的横坐标的平均值，得到横坐标平均值，计算第二点集中所有点的纵坐标的平均值，得到纵坐标平均值。电子设备可将(横坐标平均值、纵坐标平均值)对应的位置作为第二点集的中心位置。

然后，当移动机器人与标志物的当前距离是移动机器人与标志物在机器人坐标系下的横、纵坐标的距离时，电子设备可将第二点集的中心位置的横坐标作为移动机器人与标志物沿横坐标方向的当前距离，将第二点集的中心位置的纵坐标作为移动机器人与标志物沿纵坐标方向的当前距离。

例如，假设第二点集中包括n个点，n个点的坐标分别为：(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，…，(x_n,y_n)，则第二点集的中心位置坐标为(X,Y)。

其中，

此时，移动机器人与标志物沿横坐标方向的当前距离为X，移动机器人与标志物沿纵坐标方向的当前距离为Y。

当然，在实际应用中，移动机器人与所述标志物的当前距离还可以是指指移动机器人与标志物的直线距离。在这种情况下，所以电子设备依据第二点集的中心位置的横纵坐标计算出第二点集中心位置与原点的距离，作为移动机器人与标志物的当前距离。

例如，假设第二点集中包括n个点，n个点的坐标分别为：(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，…，(x_n,y_n)，则第二点集的中心位置坐标为(X,Y)。

其中，

此外，假设移动机器人与标志物的当前距离为d，则

当然，在实际应用中，电子设备还可将第二点集中的中间点的位置作为中心位置，并依据所述中心位置的坐标确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离。这里只是对确定当前距离进行实例性地说明，不对其进行具体地限定。

2)确定移动机器人与所述标志物的当前偏离角

在实现时，电子设备可确定所述第二点集中的点所形成的直线在该直线所在面的垂线与移动机器人行驶方向的夹角，作为所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

例如，如图6所示，假设图6中的矩形为移动机器人，在图6中以移动机器人作为原点，以移动机器人的运动方向作为x轴，以移动机器人运动方向的垂线方向作为y轴，建立坐标系。

图6中的直线为第二点集中的点形成的直线，图6中的θ角为第二点集所形成的直线的垂线与移动机器人运动方向的夹角，该θ角就是移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

步骤304：电子设备依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

下面以“当前相对位置由移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示”为例，对步骤304进行详细地说明。

在实现时，电子设备可检测上述计算出的当前距离是否满足预设距离范围，以及检测上述计算出的当前偏离角是否满足预设角度范围。

若当前距离满足第二预设距离范围、且当前偏离角满足预设角度范围，则触发所述移动机器人与所述工位对接。

若当前距离不满足第二预设距离范围、和/或当前偏离角不满足预设角度范围，则基于当前距离与第二预设距离范围中的指定距离值的差异、当前偏离角与预设角度范围中的指定角度值的差异，调整所述移动机器人的运动参数，并以调整后的运动参数驱动所述移动机器人移动。

需要说明的是，当移动机器人与标志物的当前距离是移动机器人与标志物在机器人坐标系下的横、纵坐标的距离时，第二预设距离范围也包括第二预设横坐标距离范围和第二预设纵坐标距离范围。

在检测当前距离时，电子设备可检测移动机器人与标志物沿横坐标方向的当前距离是否在第二预设横坐标距离范围内，以及检测移动机器人与标志物沿纵坐标方向的当前距离是否在第二预设纵坐标距离范围内。

其中，上述运动参数可包括移动机器人的运动方向等，这里只是对运动参数进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。

其中，上述指定距离值，可以预设第二预设距离范围中的中点，比如当第二预设距离范围包括第二预设横坐标距离范围和第二预设纵坐标距离范围，指定距离值包括：横坐标指定距离值和纵坐标指定距离值。

假设第二预设横坐标距离范围为0.49m-0.51m，则横坐标指定距离值为0.5m。假设第二预设纵坐标距离范围为0.48m-0.50m，则纵坐标指定距离值为0.49m。

上述指定角度值，可以预设角度范围中的中点，比如预设角度范围为-0.5°到0.5°，则指定角度值为0°。

下面通过具体例子进行说明，假设预设第二预设横坐标距离范围为0.49m-0.51m，横坐标指定距离值为0.5m。第二预设纵坐标距离范围为0.48m-0.50m，则纵坐标指定距离值为0.49m。预设角度范围为-0.5°到0.5°，指定角度值为0°

若移动机器人与标志物沿横坐标方向的当前距离在0.49m-0.51m内、且移动机器人与标志物沿纵坐标方向的当前距离在0.48m-0.50m内，移动机器人与标志物的偏离角在[-0.5°,0.5°]内，则触发移动机器人与所述工位对接。

若移动机器人与标志物沿横坐标方向的当前距离不在0.49m-0.51m内、和/或移动机器人与标志物沿纵坐标方向的当前距离不在0.48m-0.50m内，和/或移动机器人与标志物的偏离角不在[-0.5°,0.5°]内，电子设备则可计算移动机器人与标志物沿横坐标方向的当前距离与横坐标指定距离值(即0.5m)的距离差值，以及计算移动机器人与标志物沿纵坐标方向的当前距离与纵坐标指定距离值(即0.49m)的距离差值，以及计算当前偏离角与指定角度值(即0°)的角度差异，并根据沿横坐标方向的距离差异、沿纵坐标方向的距离差异，以及角度差异调整移动机器人的运动方向。

再比如，依据移动机器人的角度差异，调整移动机器人的运动方向，使得移动机器人与标志物的偏离角越来越靠近0°。

此外，在本申请实施例中，若所述点云图中不存在第一点集，则依据最近一次扫描周期确定出的所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶里程参数，确定所述标志物相对于所述移动机人的当前相对位置，然后电子设备可依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

其中，上述相对位置由移动机器人与所述标志物的距离、以及移动机器人与标志物的偏离角表示，当然也可以用其他方式表示，比如移动机器人与标志物的横纵坐标差值表示，这里不进行具体地限定。

上述行驶里程参数由移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度构成，当然也可以用其他方式表示，比如从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人沿x方向的变化量和沿y方向的变化量，这里只是对行驶里程参数的表现行驶进行示例性地说明，不对其进行具体地限定。

下面以“相对位置由所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机人与所述标志物的偏离角表示”、“行驶里程参数由所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度构成”为例，进行详细地说明。

在实现时，电子设备可依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶程距离，确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离。

电子设备依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的偏离角、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度，确定所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

例如，假设最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的沿横坐标方向的距离差异为5m，沿纵坐标的距离差异为4m，移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶程距离为向横坐标方向移动1m，向纵坐标方向移动0.5m，则移动机器人与所述标志物沿横坐标方向的当前距离为4m，沿纵坐标方向的当前距离为3.5m。

假设最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的偏离角为30°，移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度为向左旋转了3°，则移动机器人与所述标志物的当前偏离角为27°。

由上述描述可以看出，在本申请中，在工位上设置了标志物，移动机器人通过部署的激光雷达发现标志物并实现对标志物的定位(即确定标志物相对于移动机器人的相对位置)，通过标志物相对于移动机器人的相对位置来引导移动机器人与工位对接。

此外，在本申请中，移动机器人基于激光雷达扫描到的点云图中点的光强，识别出用于指示第一区域的第一点集，以此来发现标志物。然后，移动机器人通过第一点集来确定用于指示第二区域的第二点集，并通过第二点集来计算出标志物相对于移动机器人的相对位置，以此来实现标志物的定位。

由此可以看出，本申请利用标志物第一区域反光率高的特性，实现标志物发现。利用标志物第二区域反光率低的特性，实现标志物的准确定位。

参见图7，图7是本申请一示例性实施例示出的一种电子设备的硬件结构图。

该电子设备包括：通信接口701、处理器702、机器可读存储介质703和总线704；其中，通信接口701、处理器702和机器可读存储介质703通过总线704完成相互间的通信。处理器702通过读取并执行机器可读存储介质703中与移动机器人对接控制逻辑对应的机器可执行指令，可执行上文描述的移动机器人对接方法。

本文中提到的机器可读存储介质703可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：易失存储器、非易失性存储器或者类似的存储介质。具体地，机器可读存储介质703可以是RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

参见图8，图8是本申请一示例性实施例示出的一种移动机器人对接装置的框图。

与移动机器人对接的工位包含有标志物，所述标志物包括第一区域和第二区域，所述第二区域的反光率低于所述第一区域的反光率，所述装置包括：

获得单元801，用于获得所述移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点云所形成的点云图；

第一确定单元802，用于基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，所述第一点集用于指示所述标志物的第一区域；

第二确定单元803，用于若所述点云图中存在第一点集，则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，并依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置；其中，所述第二点集用于指示所述标志物的第二区域；

对接单元804，用于依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

可选的，所述第二确定单元803，还用于若所述点云图中不存在第一点集，则依据最近一个扫描周期确定出的所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置、以及所述移动机器人从最近一个扫描周期至当前扫描周期的行驶里程参数，确定所述标志物相对于所述移动机人的当前相对位置；

所述对接单元804，还用于依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

可选的，所述第一区域的个数为两个，两个第一区域之间设置有第二区域；

所述第一确定单元802，在基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集时，用于检测所述点云图中是否存在多个目标点集；其中，每个目标点集包括：多个在点云图上位置连续且光强高于预设阈值的目标点、且该目标点集中的目标点的数量高于预设数量阈值；如果不存在，则确定所述点云图中不存在第一点集；如果存在，则将多个目标点集划分为至少一个目标点集组，并基于划分出的目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集；其中，每个目标点集组包括两个在点云图上位置相邻的目标点集。

可选的，所述第一确定单元802，在基于划分出的目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集时，用于检测划分出的至少一个目标点集组中是否存在满足预设条件的第一目标点集组；若存在，则确定所述点云图中存在所述第一点集，并将所述第一目标点集组中的两个目标点集确定为第一点集；若不存在，则确定所述点云图中不存在所述第一点集；其中，所述预设条件包括：目标点集组中的两个目标点集之间的距离在第一预设距离范围内，且两个目标点集之间的点所形成的直线满足预设直线度要求；所述第一预设距离范围与所述标志物上的两个第一区域之间的距离匹配。

可选的，所述第二确定单元803，在依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集时，用于在点云图上，在点云图上，将位置位于两个第一点集之间的点组成第二点集。

可选的，所述当前相对位置由所述移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示；

所述第二确定单元803，在依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置时，用于依据所述第二点集中点的坐标确定所述第二点集的中心位置，并依据所述中心位置的坐标确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离；确定所述第二点集中的点所形成的直线的垂线与移动机器人行驶方向的夹角，作为所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

可选的，所述当前相对位置由所述移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示；

所述对接单元804，在依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接时，用于若当前距离满足第二预设距离范围、且当前偏离角满足预设角度范围，则触发所述移动机器人与所述工位对接；若当前距离不满足第二预设距离范围、和/或当前偏离角不满足预设角度范围，则基于当前距离与第二预设距离范围中的指定距离值的差异、当前偏离角与预设角度范围中的指定角度值的差异，调整所述移动机器人的运动参数，并以调整后的运动参数驱动所述移动机器人移动。

可选的，相对位置由所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机人与所述标志物的偏离角表示；

所述行驶里程参数包括所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度；

所述第二确定单元803，在依据最近一次扫描周期确定出的所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶里程参数，确定标志物相对于所述移动机人的当前相对位置时，用于依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离，确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离；依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的偏离角、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度，确定所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

可选的，所述标志物为长方形，所述标志物包括的两个第一区域和第二区域均为长方形；

所述第一区域对称设置在所述第二区域的两侧；

构成第一区域的材料为反光材料，构成第二区域的材料为哑光材料；

所述标志物距离地面的高度与所述移动机器人上部署的激光雷达的激光平面距离地面的高度匹配。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种移动机器人对接方法，其特征在于，与移动机器人对接的工位包含有标志物，所述标志物包括第一区域和第二区域，所述第二区域的反光率低于所述第一区域的反光率，所述方法包括：

获得所述移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点云所形成的点云图；

基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，所述第一点集用于指示所述标志物的第一区域；

若所述点云图中存在第一点集，则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，并依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置；其中，所述第二点集用于指示所述标志物的第二区域；

依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述点云图中不存在第一点集，则依据最近一个扫描周期确定出的所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置、以及所述移动机器人从最近一个扫描周期至当前扫描周期的行驶里程参数，确定所述标志物相对于所述移动机人的当前相对位置；

依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一区域的个数为两个，两个第一区域之间设置有第二区域；

所述基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，包括：

检测所述点云图中是否存在多个目标点集；其中，每个目标点集包括：多个在点云图上位置连续且光强高于预设阈值的目标点、且该目标点集中的目标点的数量高于预设数量阈值；

如果不存在，则确定所述点云图中不存在第一点集；

如果存在，则将多个目标点集划分为至少一个目标点集组，并基于划分出的目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集；其中，每个目标点集组包括两个在点云图上位置相邻的目标点集。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于划分出的目标点集组，确定所述点云图中是否存在第一点集，包括：

检测划分出的至少一个目标点集组中是否存在满足预设条件的第一目标点集组；

若存在，则确定所述点云图中存在所述第一点集，并将所述第一目标点集组中的两个目标点集确定为第一点集；

若不存在，则确定所述点云图中不存在所述第一点集；

其中，所述预设条件包括：目标点集组中的两个目标点集之间的距离在第一预设距离范围内，且两个目标点集之间的点所形成的直线满足预设直线度要求；所述第一预设距离范围与所述标志物上的两个第一区域之间的距离匹配。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，包括：

在点云图上，将位置位于两个第一点集之间的点组成第二点集。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前相对位置由所述移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示；

所述依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置，包括：

依据所述第二点集中点的坐标确定所述第二点集的中心位置，并依据所述中心位置的坐标确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离；

确定所述第二点集中的点所形成的直线的垂线与移动机器人行驶方向的夹角，作为所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前相对位置由所述移动机器人与所述标志物的当前距离、以及所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角表示；

所述依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接，包括：

若当前距离满足第二预设距离范围、且当前偏离角满足预设角度范围，则触发所述移动机器人与所述工位对接；

若当前距离不满足第二预设距离范围、和/或当前偏离角不满足预设角度范围，则基于当前距离与第二预设距离范围中的指定距离值的差异、当前偏离角与预设角度范围中的指定角度值的差异，调整所述移动机器人的运动参数，并以调整后的运动参数驱动所述移动机器人移动。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，相对位置由所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机人与所述标志物的偏离角表示；

所述行驶里程参数包括所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度；

所述依据最近一次扫描周期确定出的所述标志物相对于所述移动机器人的相对位置、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶里程参数，确定标志物相对于所述移动机人的当前相对位置，包括：

依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的距离、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的行驶距离，确定所述移动机器人与所述标志物的当前距离；

依据最近一次扫描周期确定出的所述移动机器人与所述标志物的偏离角、以及所述移动机器人从最近一次扫描周期至当前扫描周期的移动机器人运动方向的修改角度，确定所述移动机器人与所述标志物的当前偏离角。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标志物为长方形，所述标志物包括的两个第一区域和第二区域均为长方形；

所述第一区域对称设置在所述第二区域的两侧；

构成第一区域的材料为反光材料，构成第二区域的材料为哑光材料。

10.一种移动机器人对接装置，其特征在于，与移动机器人对接的工位包含有标志物，所述标志物包括第一区域和第二区域，所述第二区域的反光率低于所述第一区域的反光率，所述装置包括：

获得单元，用于获得所述移动机器人上部署的激光雷达在本扫描周期扫描得到的点云所形成的点云图；

第一确定单元，用于基于获得的点云图中各点的光强，确定所述点云图中是否存在第一点集，所述第一点集用于指示所述标志物的第一区域；

第二确定单元，用于若所述点云图中存在第一点集，则依据确定出的第一点集从所述点云图中确定第二点集，并依据第二点集确定所述标志物相对于所述移动机器人的当前相对位置；其中，所述第二点集用于指示所述标志物的第二区域；

对接单元，用于依据确定出的当前相对位置驱动所述移动机器人与所述工位对接。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括可读存储介质和处理器；

其中，所述可读存储介质，用于存储机器可执行指令；

所述处理器，用于读取所述可读存储介质上的所述机器可执行指令，并执行所述指令以实现权利要求1-9任一所述方法的步骤。

Images