CN114378786B - 一种轨道式机器人定位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道式机器人定位方法及装置,其中定位方法包括:当机器人底盘在轨道上移动时,通过主动轮电机编码器、从动轮编码器的计数分别获得实时主里程计数据、实时从里程计数据;当机器人底盘经过轨道上的电子标签时,通过标签读写器从电子标签获得校准点位置数据;机器人控制器根据实时主里程计数据、实时从里程计数据和校准点位置数据,获得机器人底盘位置。本发明实现了轨道机器人在轨道上移动全过程的位置误差跟踪,当机器人位置误差大时可以快速响应。通过建立校准点的数据模型,保证了机器人两个方向经过校准点时的位置重复精度。
Description
技术领域
本发明属于机器人定位技术领域,特别涉及一种轨道式机器人定位方法及装置。
背景技术
轨道式机器人在执行工作计划的过程中,需要准确的到达设定位置才能完成任务。但是由于机械磨损、变形等原因,会出现机器人底盘在轨道上运动时打滑的情况。
当机器人在轨道上运动出现打滑时,机器人在轨道上的位置出现了偏移。机器人定位***通过布置在轨道上的二维码、条形码、光码等修正机器人的位置,以保证机器人能准确完成任务计划。
现有技术中,已有的轨道式机器人定位方法,主要有驱动轮电机编码器计数、轨道上贴二维码和放置霍尔磁钢等几种,但都存在以下问题:
1、无法保证机器人底盘从两个方向经过校准点时的重复精度。
2、由于只能在通过校准点时进行机器人位置误差跟踪,受校准点距离和成本的限制,降低了机器人的工作效率。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种轨道式机器人定位方法及装置,提高了轨道式机器人的定位精度和工作效率,并保证定位的可靠性。
本发明提供一种轨道式机器人定位方法,包括以下步骤:
当机器人底盘在轨道上移动时,通过主动轮电机编码器、从动轮编码器的计数分别获得实时主里程计数据、实时从里程计数据;
当机器人底盘经过轨道上的电子标签时,通过标签读写器从电子标签获得校准点位置数据;
机器人控制器根据实时主里程计数据、实时从里程计数据和校准点位置数据,获得机器人底盘位置。
进一步的,通过主动轮电机编码器的计数获得实时主里程计数据,具体为:
odom1=k1*(π*d1/pluse1);
式中,odom1为实时主里程计数据,d1为主动轮直径,pluse1为主动轮编码器每转最大脉冲,k1为主动轮编码器的当前计数。
进一步的,通过从动轮编码器的计数获得实时从里程计数据,具体为:
odom2=k2*(π*d2/pluse2);
式中,odom2为实时从里程计数据,d2为从动轮直径,pluse2为从动轮编码器每转最大脉冲,k2为从动轮编码器的当前计数。
进一步的,还包括步骤:根据实时主里程计数据和实时从里程计数据计算实时里程计,具体为:
odom=(odom1+odom2)/2;
式中,odom1为实时主里程计数据,odom2为实时从里程计数据。
进一步的,轨道式机器人定位方法还包括步骤:机器人底盘在轨道上移动之前,通过机器人控制器进行初始参数设置,具体为:
获取轨道机械原点,测量获得轨道上多个电子标签的中心点在轨道上的机械位置,将多个电子标签的中心点设置为标准点,并对标准点进行编号;
基于电子标签的机械位置,在机器人控制器中建立校准点数据表,并更新对应的标准点机械位置数据;
基于机械原点、电子标签的机械位置定义轨道区间;
对标准点进行正反位置校准,并对应更新机器人控制器中校准点数据表。
进一步的,对标准点进行正反位置校准,并对应更新机器人控制器中校准点数据表,具体为:
S041、机器人底盘移动到机械原点,主里程计和从里程计数据清零;
S042、机器人底盘正向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值,则获取校准点标签编号m,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值不小于里程计偏差阈值SV1,则返回步骤S041;
S043、若校准点标签编号m小于等于校准点总数n,且实时里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m正向位置数据;
S044、机器人底盘依次正向移动到其他校准点上,按照步骤S042和S043更新对应的校准点数据表;
S045、机器人底盘反向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值,则获取校准点标签编号m;
S046、若校准点标签编号m大于等于1,且里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m反向位置数据;
S047、机器人底盘依次反向移动到其他校准点上,按照步骤S045和S046更新对应的校准点数据表,更新完校准点数据表的反向位置数据后,机器人底盘停车,并结束整个流程。
进一步的,轨道式机器人定位方法还包括步骤:机器人执行任务时,接收目标点位置,机器人控制器根据目标点位置所在轨道区间和机器人底盘实时位置确定移动轨迹。
进一步的,机器人执行任务时,接收目标点位置,机器人控制器根据目标点位置所在轨道区间和机器人底盘实时位置确定移动轨迹具体为:
机器人底盘沿轨道正向移动读取第一个标签编号后停车;
将机器人底盘位置更新为对应编号校准点的正向位置;
计算目标点位置所在的校准点区间;
判断目标点位置是否在当前校准点区间,若在当前校准点区间,则确定机器人底盘移动方向,并向目标点位置移动;
机器人底盘向目标点位置移动过程中,若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值小于设定里程计偏差阈值,则机器人底盘移动到目标点位置,完成任务;
机器人底盘向目标点位置移动过程中,若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值不小于设定里程计偏差阈值,搜索机器人底盘移动方向上离当前位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘移动到该校准点重新修正位置后,再移动到目标点位置,完成任务;
若目标点位置不在当前校准点区间,搜索机器人移动方向上离目标位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘移动到该校准点时,用校准点位置数据更新机器人底盘当前位置、实时主里程计数据、实时从里程计数据;
若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值小于设定里程计偏差阈值,则机器人底盘移动到目标点位置,完成任务;
若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值不小于设定里程计偏差阈值,搜索机器人底盘移动方向上离当前位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘移动到该校准点重新修正位置后,再移动到目标点位置,完成任务。
进一步的,当机器人底盘在校准点重新修正位置后,还包括以下步骤:
当机器人底盘在当前校准点Pk重新修正位置后,立刻搜索下一个校准点Pk+1位置,并计算Pk和Pk+1之间的距离Dk+1;
机器人底盘在运动过程中,若没有出现轮子打滑的现象,当里程计与Dk+1的偏差值的绝对值大于里程计与校准点位置数据偏差阈值时,则将校准点Pk+1的可信度置0;
当可信度为0的电子标签出现连续分布时,通过第一同轴网络转换器和第二同轴网络转换器构建的以太网络通知后台服务器检修;
当可信度为0的电子标签数量超过校准点维护设置阈值为时,通过第一同轴网络转换器和第二同轴网络转换器构建的以太网络通知后台服务器检修。
进一步的,校准点数据表包括校准点编号、可信度、机械位置、正向位置和反向位置。
本发明还提供一种轨道式机器人定位装置,包括:
主动轮电机编码器,用于当机器人底盘在轨道上移动时,计数获得实时主里程计数据;
从动轮编码器,用于当机器人底盘在轨道上移动时,计数获得实时从里程计数据;
标签读写器,用于当机器人底盘经过轨道上的电子标签时,从电子标签获得校准点位置数据;
机器人控制器,用于根据实时主里程计数据、实时从里程计数据和校准点位置数据,获得机器人底盘位置。
进一步的,还包括机器人底盘内部的第一同轴网络传输器,轨道的尾部安装的第二同轴网络传输器;
第一同轴网络转换器和第二同轴网络转换器用于构建以太网,实现机器人控制器与后台服务器的数据通信。
进一步的,轨道包括多段子轨道,每个子轨道相同位置安装电子标签,机器人底盘与轨道接触的上方安装有标签读写器。
本发明的有益效果:本发明实现了轨道机器人在轨道上移动全过程的位置误差跟踪,当机器人位置误差大时可以快速响应。通过建立校准点的数据模型,保证了机器人两个方向经过校准点时的位置重复精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的一种轨道式机器人定位方法的流程示意图;
图2示出了根据本发明实施例的校准点数据表示意图;
图3示出了根据本发明实施例的标准点正反位置校准流程示意图;
图4示出了根据本发明实施例的机器人执行任务过程中定位流程示意图;
图5示出了根据本发明实施例的一种轨道式机器人定位装置结构示意图。
图中:1、机器人底盘;2、主动轮;3、主动轮驱动电机;4、主动轮电机编码器;5、从动轮;6、从动轮编码器;7、标签读写器;8、第一同轴网络传输器;9、第二同轴网络传输器;10、电子标签;11、轨道;12、机器人控制器。
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、完整地说明,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做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。
本发明实施例提供一种轨道式机器人定位方法,用以校准机器人在移动过程中的位置。
请参阅图1,图1示出了根据本发明实施例的一种轨道式机器人定位方法的流程示意图。
一种轨道式机器人定位方法,包括以下步骤:
S1、当机器人底盘1在轨道11上移动时,通过主动轮电机编码器4、从动轮编码器6的计数分别获得实时主里程计数据、实时从里程计数据。
本实施例中,通过主动轮电机编码器4的计数获得实时主里程计数据,具体为:
odom1=k1*(π*d1/pluse1);
式中,odom1为实时主里程计数据,d1为主动轮2直径为,pluse1为主动轮编码器4每转最大脉冲,k1为主动轮编码器4的当前计数。
本实施例中,通过从动轮编码器6的计数获得实时从里程计数据,具体为:
odom2=k2*(π*d2/pluse2);
式中,odom2为实时从里程计数据,d2为从动轮5直径,pluse2为从动轮编码器6每转最大脉冲,k2为从动轮编码器6的当前计数。
进一步的,根据实时主里程计数据和实时从里程计数据计算实时里程计odom为:
odom=(odom1+odom2)/2。
需要说明的是,本发明实施例的主动轮电机编码器4和从动轮编码器6都为增量型编码器,统一主动轮里程计、从动轮里程计和机器人底盘1位置数据的单位为米。
S2、当机器人底盘1经过轨道11上的电子标签10时,通过标签读写器7从电子标签10获得校准点位置数据。
S3、机器人控制器12根据实时主里程计数据、实时从里程计数据和校准点位置数据,获得机器人底盘1位置。
进一步的,轨道式机器人定位方法还包括:
S0、机器人底盘1在轨道11上移动之前,通过机器人控制器12进行初始参数设置,具体包括:
S01、获取轨道11机械原点,测量获得轨道11上多个电子标签10的中心点在轨道11上的机械位置,将多个电子标签10的中心点设置为标准点,并对标准点进行编号。
具体实施时,轨道11上设置机器人机械原点x0,设置电子标签10对应校准点编号分别为1、2、...、n,并通过测量得到各电子标签10中心点在轨道11上的机械位置。
S02、基于电子标签10的机械位置,在机器人控制器12中建立校准点数据表,并更新对应的标准点机械位置数据。
具体实施时,在机器人控制器12中,建立校准点数据表DS1、DS2、...、DSn,并更新对应校准点的机械位置数据。
请参阅图2,图2示出了根据本发明实施例的校准点数据表示意图。
需要说明的是,每个校准点数据表包括校准点编号、可信度、机械位置、正向位置和反向位置。
具体的,当数据表中校准点位置数据正确时,其可信度为1;当数据表中校准点位置数据错误时,其可信度为0。
S03、基于机械原点、电子标签10的机械位置定义轨道区间。
具体实施时,定义机械原点x0和电子标签1之间的区域为区间A1,电子标签1和电子标签2之间的区域为A2,...,电子标签N-1和电子标签N之间的区域为An。
S04、对标准点进行正反位置校准,并对应更新机器人控制器12中校准点数据表。
需要说明的是,对标准点进行正反位置校准过程中,设定里程计偏差阈值为SV1,设定校准点位置修正设置阈值为SV2,设定里程计与校准点位置数据偏差阈值为SV3,设定校准点维护设置阈值为SV4。
请参阅图3,图3示出了根据本发明实施例的标准点正反位置校准流程示意图。
具体的,S04包括以下步骤:
S041、机器人底盘1移动到机械原点,主里程计和从里程计数据清零。
S042、机器人底盘1正向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值SV1,则获取校准点标签编号m,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值不小于里程计偏差阈值SV1,则返回步骤S041。
具体实施时,机器人底盘1以速度v从机械原点出发,并实时计算odom1和odom2的偏差。
S043、若校准点标签编号m小于等于校准点总数n,且里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值SV2时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m正向位置数据。
需要说明的是,机器人底盘1正向移动时,从校准点标签编号1的位置依次移动到校准点标签编号n位置;机器人底盘1反向移动时,则从校准点标签编号n位置依次移动到校准点标签编号1的位置。
具体实施时,当机器人底盘1移动到校准点P1时根据读取到的标签编号,从数据表ds1中获得校准点P1的机械位置数据Pm1。
当主里程计和从里程计偏差的绝对值小于设置阈值SV1,且里程计和校准点P1机械位置的绝对值小于设置阈值SV2时,则将数据表DS1中P1的正向位置更新为当前的里程计odom数据,同时将数据表DS1中P1的可信度更新为1。
S044、机器人底盘1依次正向移动到其他校准点上,按照步骤S042和S043更新对应的校准点数据表。
具体实施时,机器人底盘1依次移动到其他校准点上,更新完DSn的正向位置数据后,机器人底盘1正向移动20厘米后停车。
S045、机器人底盘1反向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值SV1,则获取校准点标签编号m。
具体实施时,机器人底盘1以速度-v反向移动,当机器人底盘1移动到校准点n时根据读取到的标签编号,从数据表DSn中获得校准点n的机械位置数据Pmn。
S046、若校准点标签编号m大于等于1,且里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值SV2时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m反向位置数据。
具体实施时,当主里程计和从里程计偏差的绝对值小于设置阈值SV1时,若里程计和校准点n机械位置的绝对值小于设置阈值SV2,则将数据表DSn的反向位置更新为当前的里程计odom数据。
S047、机器人底盘1依次反向移动到其他校准点上,按照步骤S045和S046更新对应的校准点数据表,更新完校准点数据表的反向位置数据后,机器人底盘1停车,并结束整个流程。
具体实施时,机器人底盘1依次移动到其他校准点上,更新完DS1的反向位置数据后,机器人底盘1停车,并结束整个流程。
进一步的,轨道式机器人定位方法还包括:
S4、机器人执行任务时,接收目标点位置,机器人控制器12根据目标点位置所在轨道区间和机器人底盘1实时位置确定移动轨迹。
请参阅图4,图4示出了根据本发明实施例的机器人执行任务过程中定位流程示意图。
具体的,步骤S4包括:
S41、机器人底盘1在轨道11上重新上电。
S42、机器人底盘1沿轨道11正向移动读取第一个标签编号后停车。
S43、将机器人底盘1位置更新为对应编号校准点的正向位置。
具体实施时,机器人底盘1在轨道11上重新上电后,沿轨道11正向运动,在经过的第一个校准点处读取标签编号后停车,将机器人底盘1实时位置更新为对应编号校准点的正向位置数据,并等待任务。
S44、计算目标点位置所在的校准点区间。
具体实施时,机器人接收到任务后,计算目标位置Pg所在的区间Ai。
S45、判断目标点位置是否在在当前校准点区间,若在当前校准点区间,则确定机器人底盘1移动方向,并向目标点位置移动。
具体实施时,若Ai为机器人底盘1当前所在的区间,机器人底盘直接目标点位置Pg处移动。
S46、机器人底盘1向目标点位置移动过程中,若实时主里程计数据odom1与实时从里程计数据odom2的偏差绝对值小于设定里程计偏差阈值SV1,则机器人底盘1移动到目标点位置,完成任务。
S47、机器人底盘1向目标点位置移动过程中,若实时主里程计数据odom1与实时从里程计数据odom2的偏差绝对值不小于设定里程计偏差阈值SV1,搜索机器人底盘1移动方向上离当前位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘1移动到该校准点重新修正位置后,再移动到目标点位置,完成任务。
需要说明的是,如果运动过程中出现轮子打滑,实时主里程计数据odom1与实时从里程计数据odom2的偏差绝对值将不小于设定里程计偏差阈值SV1,本发明实施例通过实时主里程计数据odom1与实时从里程计数据odom2的偏差绝对值判断机器人底盘1运动过程中是否出现轮子打滑。
具体实施时,如果运动过程中出现轮子打滑,实时主里程计数据odom1与实时从里程计数据odom2的偏差绝对值将大于设定里程计偏差阈值SV1,这时机器人底盘1停车。停车后搜索距离当前位置最近的可信度为1的校准点Pi,机器人底盘1移动到校准点Pi重新修正位置后,再运动到Pg处。
S48、若目标点位置不在当前校准点区间,搜索机器人底盘1移动方向上离目标位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘1移动到该校准点时,用校准点位置数据更新机器人底盘1当前位置、实时主里程计数据odom1、实时从里程计数据odom2。
具体实施时,若Ai不是机器人底盘1当前所在的区间,则在机器人底盘1运动方向上,查找距离Pg最近的可信度为1的校准点Pk,机器人底盘1运动到Pk处修正位置后,再移动到Pg处;如果运动过程中出现轮子打滑,则机器人底盘1停车,运动到离当前位置最近的可信度为1的校准点处重新修正位置后,再运动到Pg处。
S49、若实时主里程计数据odom1与实时从里程计数据odom2的偏差绝对值小于设定里程计偏差阈值SV1,则机器人底盘移动到目标点位置,完成任务。
S410、若实时主里程计数据odom1与实时从里程计数据odom2的偏差绝对值不小于设定里程计偏差阈值SV1,搜索机器人底盘1移动方向上离当前位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘1移动到该校准点重新修正位置后,再移动到目标点位置,完成任务。
需要说明的是,机器人底盘1运动过程中,经过每个校准点时,都会将机器人底盘1实时位置更新为该校准点的方向位置数据,并将odom1数据和odom2数据清零。
进一步的,当机器人底盘1在校准点重新修正位置后,还包括以下步骤:
S51、当机器人底盘1在校准点Pk重新修正位置后,立刻搜索下一个校准点Pk+1位置,并计算Pk和Pk+1之间的距离Dk+1。
S52、机器人底盘1在运动过程中,若没有出现轮子打滑的现象,当里程计odom与Dk+1的偏差值的绝对值大于里程计与校准点位置数据偏差阈值SV3时,则将校准点Pk+1的可信度置0。
S53、当可信度为0的电子标签10出现连续分布时,通过第一同轴网络传输器8和第二同轴网络传输器9构建的以太网络通知后台服务器检修。
S54、当可信度为0的电子标签10数量超过校准点维护设置阈值为SV4时,通过第一同轴网络传输器8和第二同轴网络传输器9构建的以太网络通知后台服务器检修。
本发明实施例实现了电子标签10正反向位置的自动校准,机器人底盘1执行任务过程中基于可信度判据进行位置定位校准,提高了定位精度。当机器人底盘1在轨道上运动出现打滑时,能够自动修正机器人底盘1的位置,以保证机器人能准确完成任务。
本发明实施例还提供一种轨道式机器人定位装置,包括:
主动轮电机编码器4,用于当机器人底盘1在轨道11上移动时,计数获得实时主里程计数据;
从动轮编码器6,用于当机器人底盘1在轨道11上移动时,计数获得实时从里程计数据;
标签读写器7,用于当机器人底盘1经过轨道11上的电子标签10时,从电子标签10获得校准点位置数据;
机器人控制器12,用于根据实时主里程计数据、实时从里程计数据和校准点位置数据,获得机器人底盘1位置。
请参阅图5,图5示出了根据本发明实施例的一种轨道式机器人定位装置结构示意图。
具体的,定位装置包括机器人底盘1、主动轮2、主动轮驱动电机3、主动轮电机编码器4、从动轮5、从动轮编码器6、标签读写器7、第一同轴网络传输器8、第二同轴网络传输器9、多个电子标签10、轨道11和机器人控制器12。
进一步的,轨道11包括多段子轨道,每个子轨道相同位置安装电子标签10,机器人底盘1与轨道11接触的上方安装有标签读写器7,位于主动轮2和从动轮5之间。
需要说明的是,为保证读写数据的可靠性,设置电子标签10的长度大于标签读写器7直径的两倍。在安装时确保标签读写器7的读写头与电子标签10的距离在有效感应距离范围内,且确保标签读写器7的读写头与电子标签10的中心在同一水平高度上,以保证机器人底盘1在轨道上移动时,可以稳定读取电子标签10中存储的校准点编号。
进一步的,主动轮2和从动轮5安装在机器人底盘1上。主动轮2安装在主动轮驱动电机3的轴上,以驱动机器人底盘1在轨道11上移动。从动轮5为辅助轮,以提高机器人底盘1移动的稳定性。
主动轮驱动电机3与主动轮电机编码器4连接,从动轮编码器6与从动轮5连接,机器人底盘1内部还安装有第一同轴网络传输器8,轨道11的尾部安装有第二同轴网络传输器9。
进一步的,机器人轨道11上安装两芯滑触线,机器人底盘1通过与滑触线接触,实现机器人底盘1的供电。
需要说明的是,第一同轴网络传输器8和第二同轴网络传输器9为高速网络传输设备,可实现以太网的远距离传输。
第一同轴网络传输器8安装在机器人底盘1内部,其一端通过以太网线与机器人控制器12连接,另一端连接到轨道11上的两芯滑触线上。第二同轴网络传输器9安装在轨道11尾部,一端连接到轨道11上的两芯滑触线上,另一端通过以太网线与后台服务器连接。通过第一同轴网络传输器8和第二同轴网络传输器9的网络传输功能,实现机器人控制器12与后台服务器的以太网数据通信。
本发明实施例的轨道式机器人定位方法及装置,实现轨道机器人底盘1在轨道11上移动全过程的位置误差跟踪,当机器人底盘1位置误差大时可以快速响应。通过建立校准点的数据模型,保证机器人底盘1两个方向经过校准点时的位置重复精度。提高了轨道式机器人的定位精度和工作效率,提高了定位的可靠性。
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 (10)
1.一种轨道式机器人定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
当机器人底盘在轨道上移动时,通过主动轮电机编码器、从动轮编码器的计数分别获得实时主里程计数据、实时从里程计数据;
当机器人底盘经过轨道上的电子标签时,通过标签读写器从电子标签获得校准点位置数据;
机器人控制器根据实时主里程计数据、实时从里程计数据和校准点位置数据,获得机器人底盘位置;
根据实时主里程计数据和实时从里程计数据计算实时里程计,具体为:
odom=(odom1+odom2)/2;
式中,odom1为实时主里程计数据,odom2为实时从里程计数据;
机器人底盘在轨道上移动之前,通过机器人控制器进行初始参数设置,具体为:获取轨道机械原点,测量获得轨道上多个电子标签的中心点在轨道上的机械位置,将多个电子标签的中心点设置为标准点,并对标准点进行编号;基于电子标签的机械位置,在机器人控制器中建立校准点数据表,并更新对应的标准点机械位置数据;基于机械原点、电子标签的机械位置定义轨道区间;对标准点进行正反位置校准,并对应更新机器人控制器中校准点数据表具体为:S041、机器人底盘移动到机械原点,主里程计和从里程计数据清零;S042、机器人底盘正向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值,则获取校准点标签编号m,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值不小于里程计偏差阈值SV1,则返回步骤S041;S043、若校准点标签编号m小于等于校准点总数n,且实时里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m正向位置数据;S044、机器人底盘依次正向移动到其他校准点上,按照步骤S042和S043更新对应的校准点数据表;S045、机器人底盘反向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值,则获取校准点标签编号m;S046、若校准点标签编号m大于等于1,且里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m反向位置数据;S047、机器人底盘依次反向移动到其他校准点上,按照步骤S045和S046更新对应的校准点数据表,更新完校准点数据表的反向位置数据后,机器人底盘停车,并结束整个流程。
2.根据权利要求1所述的轨道式机器人定位方法,其特征在于,通过主动轮电机编码器的计数获得实时主里程计数据,具体为:
odom1=k1*(π*d1/pluse1);
式中,odom1为实时主里程计数据,d1为主动轮直径,pluse1为主动轮编码器每转最大脉冲,k1为主动轮编码器的当前计数。
3.根据权利要求1所述的轨道式机器人定位方法,其特征在于,通过从动轮编码器的计数获得实时从里程计数据,具体为:
odom2=k2*(π*d2/pluse2);
式中,odom2为实时从里程计数据,d2为从动轮直径,pluse2为从动轮编码器每转最大脉冲,k2为从动轮编码器的当前计数。
4.根据权利要求1-3任一所述的轨道式机器人定位方法,其特征在于,轨道式机器人定位方法还包括步骤:机器人执行任务时,接收目标点位置,机器人控制器根据目标点位置所在轨道区间和机器人底盘实时位置确定移动轨迹。
5.根据权利要求4所述的轨道式机器人定位方法,其特征在于,机器人执行任务时,接收目标点位置,机器人控制器根据目标点位置所在轨道区间和机器人底盘实时位置确定移动轨迹具体为:
机器人底盘沿轨道正向移动读取第一个标签编号后停车;
将机器人底盘位置更新为对应编号校准点的正向位置;
计算目标点位置所在的校准点区间;
判断目标点位置是否在当前校准点区间,若在当前校准点区间,则确定机器人底盘移动方向,并向目标点位置移动;
机器人底盘向目标点位置移动过程中,若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值小于设定里程计偏差阈值,则机器人底盘移动到目标点位置,完成任务;
机器人底盘向目标点位置移动过程中,若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值不小于设定里程计偏差阈值,搜索机器人底盘移动方向上离当前位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘移动到该校准点重新修正位置后,再移动到目标点位置,完成任务;
若目标点位置不在当前校准点区间,搜索机器人移动方向上离目标位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘移动到该校准点时,用校准点位置数据更新机器人底盘当前位置、实时主里程计数据、实时从里程计数据;
若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值小于设定里程计偏差阈值,则机器人底盘移动到目标点位置,完成任务;
若实时主里程计数据与实时从里程计数据的偏差绝对值不小于设定里程计偏差阈值,搜索机器人底盘移动方向上离当前位置最近的可信度为1的校准点,机器人底盘移动到该校准点重新修正位置后,再移动到目标点位置,完成任务。
6.根据权利要求5所述的轨道式机器人定位方法,其特征在于,当机器人底盘在校准点重新修正位置后,还包括以下步骤:
当机器人底盘在当前校准点Pk重新修正位置后,立刻搜索下一个校准点Pk+1位置,并计算Pk和Pk+1之间的距离Dk+1;
机器人底盘在运动过程中,若没有出现轮子打滑的现象,当里程计与Dk+1的偏差值的绝对值大于里程计与校准点位置数据偏差阈值时,则将校准点Pk+1的可信度置0;
当可信度为0的电子标签出现连续分布时,通过第一同轴网络转换器和第二同轴网络转换器构建的以太网络通知后台服务器检修;
当可信度为0的电子标签数量超过校准点维护设置阈值为时,通过第一同轴网络转换器和第二同轴网络转换器构建的以太网络通知后台服务器检修。
7.根据权利要求1、5、6任一所述的轨道式机器人定位方法,其特征在于,校准点数据表包括校准点编号、可信度、机械位置、正向位置和反向位置。
8.一种轨道式机器人定位装置,其特征在于,包括:
主动轮电机编码器,用于当机器人底盘在轨道上移动时,计数获得实时主里程计数据;
从动轮编码器,用于当机器人底盘在轨道上移动时,计数获得实时从里程计数据;
标签读写器,用于当机器人底盘经过轨道上的电子标签时,从电子标签获得校准点位置数据;
机器人控制器,用于根据实时主里程计数据、实时从里程计数据和校准点位置数据,获得机器人底盘位置;
机器人控制器,还用于根据实时主里程计数据和实时从里程计数据计算实时里程计,具体为:
odom=(odom1+odom2)/2;
式中,odom1为实时主里程计数据,odom2为实时从里程计数据;
机器人控制器,还用于在机器人底盘在轨道上移动之前,进行初始参数设置,具体为:获取轨道机械原点,测量获得轨道上多个电子标签的中心点在轨道上的机械位置,将多个电子标签的中心点设置为标准点,并对标准点进行编号;基于电子标签的机械位置,在机器人控制器中建立校准点数据表,并更新对应的标准点机械位置数据;基于机械原点、电子标签的机械位置定义轨道区间;对标准点进行正反位置校准,并对应更新机器人控制器中校准点数据表具体为:S041、机器人底盘移动到机械原点,主里程计和从里程计数据清零;S042、机器人底盘正向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值,则获取校准点标签编号m,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值不小于里程计偏差阈值SV1,则返回步骤S041;S043、若校准点标签编号m小于等于校准点总数n,且实时里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m正向位置数据;S044、机器人底盘依次正向移动到其他校准点上,按照步骤S042和S043更新对应的校准点数据表;S045、机器人底盘反向移动,若实时计算主里程计数据和从里程计数据的偏差绝对值小于里程计偏差阈值,则获取校准点标签编号m;S046、若校准点标签编号m大于等于1,且里程计和校准点m的机械位置绝对值小于校准点位置修正设置阈值时,则更新校准点数据表中校准点m可信度,同时更新校准点m反向位置数据;S047、机器人底盘依次反向移动到其他校准点上,按照步骤S045和S046更新对应的校准点数据表,更新完校准点数据表的反向位置数据后,机器人底盘停车,并结束整个流程。
9.根据权利要求8所述的轨道式机器人定位装置,其特征在于,还包括机器人底盘内部的第一同轴网络传输器,轨道的尾部安装的第二同轴网络传输器;
第一同轴网络转换器和第二同轴网络转换器用于构建以太网,实现机器人控制器与后台服务器的数据通信。
10.根据权利要求8或9所述的轨道式机器人定位装置,其特征在于,轨道包括多段子轨道,每个子轨道相同位置安装电子标签,机器人底盘与轨道接触的上方安装有标签读写器。
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Citations (4)
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KR20120025839A (ko) * | 2010-09-08 | 2012-03-16 | 고려대학교 산학협력단 | 2-륜 이동 로봇의 오도메트리 오차 보정 방법 |
CN104495182A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-08 | 国家电网公司 | 基于rfid双仓有轨输送车及轨道布局与定位控制方法 |
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---|---|---|---|---|
KR20120025839A (ko) * | 2010-09-08 | 2012-03-16 | 고려대학교 산학협력단 | 2-륜 이동 로봇의 오도메트리 오차 보정 방법 |
CN104495182A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-08 | 国家电网公司 | 基于rfid双仓有轨输送车及轨道布局与定位控制方法 |
CN107784334A (zh) * | 2016-08-27 | 2018-03-09 | 王树敏 | 基于rfid技术的轨道交通车辆精确定位*** |
CN210233046U (zh) * | 2019-06-20 | 2020-04-03 | 长沙理工大学 | 一种轨道式地下综合管廊巡检机器人及*** |
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