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一种路径移动方法 机器人 计算机可读存储介质与流程

时间:2018-10-10 09:27:41

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一种路径移动方法 机器人 计算机可读存储介质与流程

本发明涉及机器人移动领域,尤其涉及一种路径移动方法、机器人、计算机可读存储介质。

背景技术:

在“互联网+”的大时代趋势下,图书馆不断加强信息技术方面的建设,过去几年在图书资源数字化有很大推进,但在全球科技信息化的快速发展时,对图书馆信息管理提出了更具体的要求,比如:如何实现图书快速可靠借还、快速查找、图书整理等问题。

传统的图书馆运行模式是由图书管理员手动扫描借还的图书,以更新数据库中借还书籍的资料,再由图书管理员手动将还回来的书籍放到对应的书架位置等。图书盘点更是只能由图书管理员手动进行,基于图书馆中的图书量非常庞大,盘点工作会花费大量的人力,且效率也得不到满足。

因此,可以采用机器人实现对图书馆中的图书进行盘点。图书馆中陈列了一排排的书架,书架上放置有各种图书,每本图书上都会贴上rfid电子标签,机器人根据书架的层数来安装相应数量的天线,使机器人在沿着书架移动的过程中读取各图书的信息。电子标签的读取距离根据其型号不同,存在一定差别,但都是要求天线距离其较近才可读取到。例如:13.56的电子标签,因其读取稳定的特性,被图书馆广泛使用,图书馆的书一般是竖着放置于书架上,这种放置条件下,即天线与图书上的电子标签垂直,其可读取范围为10cm-20cm左右。

基于书架四周都有装饰木板,厚度在2-5cm之间,若电子标签按照规范贴,应该贴在靠近书脊的边缘(由于图书装订的关系,这个粘贴位置距离最外侧的垂直距离为2cm左右;若电子标签贴的位置不规范,处于居中,则垂直距离在10cm左右),其距离书架开的一侧(即拿放书的一侧)就已经有4-16cm,意味着机器人就需要尽可能地贴近书架开的一侧,才能保证准确读取到每本书上的电子标签。

而现有的机器人体积较庞大,如图12所示(仅示出了表示机器人体积的框架部分,并未示出所有的细节),包括底盘6、天线柱7(即其内安装有读取电子标签的天线),其高度根据书架设置,因此,其较大的体积限定了其在书架之间的转向。

图书馆中排列的书架之间的距离并不会非常宽,一般前后书架之间的间隔在75cm-85cm之间,有的书架还会上端倾斜设置(便于用户拿到书),导致机器人的运行空间更加狭窄,若采用常规的路径移动方法:机器人直接在走廊上移动到距离书架开口一侧较近的距离(例如:5cm),转向后,沿着书架的延伸方向移动,若机器人采用这种移动方式,基于其庞大的体积和移动空间的限制,在这个过程中会出现机器人的一部分碰撞到书架的情况,需要人为手动调整机器人的位置,非常不便。

技术实现要素:

本发明的目的是提供一种路径移动方法、机器人、计算机可读存储介质,在狭窄的移动空间内移动时,避免机器人碰撞到书架,减少了人为手动调整机器人位置的操作,提高了机器人的工作效率。

本发明提供的技术方案如下:

一种路径移动方法,其特征在于,应用于机器人,且在一空间内排列了若干个书架,形成了至少一条主干道和多条次干道,所述次干道为让所述机器人通过、并沿一书架的延伸方向贴边行走的通道,所述主干道为让所述机器人通过、进入所述次干道的通道;所述路径移动方法包括以下步骤:移动至位于所述主干道上的第一起始位置,所述第一起始位置位于目标书架对应的次干道的延伸方向上;从所述第一起始位置以第一预设角度移动至第一拐点位置,所述第一起始位置距离目标书架的轴向距离大于所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离;从所述第一拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向移动至位于所述次干道的第二拐点位置,所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不大于所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离;从所述第二拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向在所述次干道上移动至第三拐点位置,所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离;采用贴边算法从所述第三拐点位置回退至位于所述主干道的第四拐点位置,从所述第四拐点位置沿着所述目标书架的延伸方向贴边移动,直至贴边结束位置,所述第四拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离。

在上述技术方案中,机器人通过在主干道、次干道的多次方向变换移动,逐步接近目标书架,进入次干道有足够的贴边空间后,再回退到距离目标书架轴向距离较小的第四拐点位置,实现贴边,多次位置的变换使车身长度较大的机器人可以在狭窄的空间中灵活转向,避免碰撞,降低了工作人员手动调整位置的机会,大大提高了机器人的工作效率。

进一步,所述第一起始位置距离目标书架的轴向距离由所述机器人的宽度和主干道的宽度确定。

在上述技术方案中,第一起始位置可根据实际应用场景灵活进行调整。

进一步,所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离为所述第一起始位置距离目标书架的轴向距离减去预设值。

在上述技术方案中,第一起始位置与第一拐点位置之间的轴向距离之差固定,第一起始位置的改变,连带着第一拐点位置也进行变化,自适应性高。

进一步,第三拐点位置距离所述目标书架的第一端的径向距离范围为50cm-100cm。

在上述技术方案中,第三拐点位置距离所述目标书架的第一端的径向距离随着机器人的车身长度灵活设置,给其足够的空间回退到第四拐点位置。

进一步,第四拐点位置距离目标书架的轴向距离范围为1cm-9cm。

在上述技术方案中,第四拐点位置距离目标书架的轴向距离尽可能地小,保证书架上的电子书签位于机器人上的天线读取范围内,保证电子书签上的信息被正常获取。

进一步,还包括以下步骤:采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;从所述第五拐点位置移动至位于所述主干道的第二起始位置,所述第二起始位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离。

在上述技术方案中,减少第一拐点位置,降低机器人移动过程中对全局定位的依赖。

进一步,还包括以下步骤:采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;从所述第五拐点位置移动至所述第二拐点位置;从所述第二拐点位置移动至所述第一起始位置。

在上述技术方案中,通过第五拐点位置脱离贴边,防止机器人纠偏过快发生碰撞。

本发明还提供一种路径移动方法,应用于机器人,且在一空间内排列了若干个书架,形成了至少一条主干道和多条次干道,所述次干道为让所述机器人通过、并沿一书架的延伸方向贴边行走的通道,所述主干道为让所述机器人通过、进入所述次干道的通道;所述路径移动方法包括以下步骤:移动至位于所述主干道上的第二起始位置,所述第二起始位置位于目标书架对应的次干道的延伸方向上;在所述第二起始位置向目标书架对应的次干道的方向旋转90度;向靠近所述目标书架的第二端的方向移动至位于所述次干道的第二拐点位置;从所述第二拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向在所述次干道上移动至第三拐点位置,所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离;采用贴边算法从所述第三拐点位置回退至位于所述主干道的第四拐点位置,从所述第四拐点位置沿着所述目标书架的延伸方向贴边移动,直至贴边结束位置,所述第四拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离。

在上述技术方案中,减少了一拐点位置、并调整了起始位置,降低对全局定位的依赖,防止因全局定位误差而出现碰撞的情况。

进一步,所述第二起始位置距离目标书架的轴向距离由所述机器人的宽度和主干道的宽度确定。

进一步,还包括以下步骤:采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;从所述第五拐点位置移动至位于所述主干道的第二起始位置,所述第二起始位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离。

进一步,还包括以下步骤:采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;从所述第五拐点位置移动至位于所述次干道的第二拐点位置,所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离;从所述第二拐点位置移动至位于所述主干道的第一起始位置,所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离。

本发明还提供一种机器人,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序时实现如上述任一所述路径移动方法的步骤。

本发明还提供一种机器人,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序时实现如上述任一所述路径移动方法的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一所述路径移动方法的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一所述路径移动方法的步骤。

与现有技术相比,本发明的一种路径移动方法、机器人、计算机可读存储介质有益效果在于:

本发明通过在主干道、次干道的多次方向变换移动,逐步接近目标书架,进入次干道有足够的贴边空间后,再回退到距离目标书架轴向距离较小的第四拐点位置,实现贴边,多次位置的变换使车身长度较大的机器人可以在狭窄的空间中灵活转向,避免碰撞,降低了工作人员手动调整位置的机会,大大提高了机器人的工作效率。

附图说明

下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对一种路径移动方法、机器人、计算机可读存储介质的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明路径移动方法一个实施例的流程图;

图2是本发明路径移动方法一个实施例的部分流程图;

图3是本发明书架排列空间一个实施例的结构示意图;

图4是图3中次干道的结构示意图;

图5是本发明机器人一个实施例的结构示意图;

图6是本发明路径移动方法进入时一个实施例的结构示意图;

图7是本发明路径移动方法退出时一个实施例的结构示意图;

图8是本发明路径移动方法退出时另一个实施例的结构示意图;

图9是本发明路径移动方法一个实施例的部分流程图;

图10是本发明路径移动方法进入时另一个实施例的结构示意图;

图11是本发明路径移动方法另一个实施例的流程图;

图12是本发明读取图书上电子标签的机器人的结构示意图。

附图标号说明:

1.书架,2.主干道,3.次干道,5.机器人,51.存储器,52.计算机程序,53.处理器,6.底盘,7.天线柱。

具体实施方式

以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

另外,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅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,并获得其他的实施方式。

需要注意的是,下述基于附图描述时所说的上下、左右都是指图中示出的方向,并不是实际空间中的方法。

本发明中,为方便描述,以图6中左上方书架的正面(即下面一侧)作为目标书架对路径移动的方式进行阐述。轴向距离即图6中y轴的方向,径向距离即图6中x轴的方向,x轴和y轴正交。

在本发明的一个路径移动方法的实施例中,该路径移动方法应用于机器人,其应用场景为:在一空间内排列了若干个书架1,形成了至少一条主干道2和多条次干道3,次干道3为让机器人通过、并沿一书架的延伸方向贴边行走的通道,主干道为让机器人通过、进入次干道的通道。

如图3所示,在一空间中排列了四个书架1,每个书架1的上下两侧都会放置图书(实际操作中,也可能是两个书架背靠背放置,成为一个图中的书架1),左右两侧的书架形成了一条主干道2,上下排列的书架对空间分割,形成了多条次干道3,因左右两侧的书架是对称设置,以左侧为例进行说明,上面的书架1的上侧有一条次干道3(假设此书架1的上面为墙,图中未示出),上面的书架1和下面的书架1之间形成了另一条次干道3,机器人可在此条次干道3中扫描不同书架上各图书的电子标签,下面的书架1的下方有另外一条次干道3。

图书馆中的主干道和次干道的宽度一般都有规范要求,例如:如图3所示,主干道2的宽度d1一般为150cm;如图4所示,次干道的宽度d2一般为85cm,有的可能会更小,比如75cm。大多数书架是垂直放置,即其书架同一侧的上、下形成的面垂直于地面,有的书架是倾斜放置,即上端会向靠近次干道的方向倾斜出来,那次干道的宽度就要从倾斜出来的部分算起,方便计算机器人在次干道的运行空间。

图1示出了一个实施例的路径移动方法流程图,包括以下步骤:

s101移动至位于主干道上的第一起始位置s1,第一起始位置s1位于目标书架对应的次干道的延伸方向上。

具体的,机器人在主干道(即走廊)上移动,移动到目标书架对应的次干道上的延伸方向上,方便其转弯进去。目标书架是指机器人想要读取的图书放置的书架。

例如:以图3中所示的四个书架为例,若每个书架为一体,其放置图书的两侧可采用正面、背面等区分出来。

可选的,第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离由机器人的宽度和主干道的宽度确定。

第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离是指机器人到目标书架的最小的y轴方向的距离,即图6中d3的长度。需要注意的是,若目标书架是倾斜向外的,第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离是指机器人到目标书架倾斜出来部分的y轴方向的距离。

第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离随着机器人的车身长度(即长度、宽度中较长的一边)变化而变化,其车身长度越小,第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离可相应减小,其车身长度越大,第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离需要相应增大。

例如:一机器人的底盘为正方形,其长度、宽度都为50cm,主干道的宽度为150cm,第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离最好要大于等于50cm(即大于一个车身长度,最好是大于一个车身长度加一个补偿值,补偿值例子如下:20cm,15cm等),其范围可以为保证机器人有足够的转向空间,防止其碰撞到旁边的书架。

同理,第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离由机器人的宽度和主干道的宽度确定。

第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离是指机器人到目标书架的第一端n1的x轴方向的距离,即图6中d4的长度。

第一起始位置s1的良好选择可保证机器人转向驶入目标书架对应的次干道的过程中不会碰撞到各书架。

第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离随着机器人车身的车身长度变化而变化,其车身长度越小,第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离可相应减小,其车身长度越大,第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离需要相应增大。

例如:一机器人的底盘(即车身)为正方形,其长度、宽度都为50cm,第一起始位置s1距离目标书架的第一端n的径向距离最好要大于25cm(优选地,35cm以上),保证机器人有足够的转向空间,防止其碰撞到旁边的书架。

可选地,第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离为主干道宽度的二分之一。让机器人移动到主干道的中间位置,防止其转向时碰到左右的书架。

当机器人移动到第一起始位置s1后,其通过若干个拐点位置,逐步靠近目标书架。

s102从第一起始位置s1以第一预设角度a移动至第一拐点位置r1,第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离大于第一拐点位置r1距离目标书架的轴向距离。

具体的,第一预设角度a的范围为45-90度,稍大角度的转向移动在相同移动距离下到达的位置距离目标书架的轴向距离远大于以45度以内的较小角度转向移动到的位置距离目标书架的轴向距离,给予了机器人更多的位置调整空间。

优选地,第一拐点位置r1位于主干道上,可进一步给予机器人更多的调整空间,防止其在后续移动过程中碰撞到某一书架。

可选地,第一拐点位置r1距离目标书架的轴向距离为第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离减去预设值。第一拐点位置r1距离目标书架的第一端n1的径向距离小于第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离。

具体的,第一起始位置s1到第一拐点位置r1在轴向距离上相当于向目标书架的方向移动了预设值,只是机器人是通过稍大的旋转角度从第一起始位置s1移动到第一拐点位置r1,其在这一过程中已经开始了自己方向的部分调整。

若机器人在主干道直接直行至第一拐点位置r1,其本身并没有做任何方向调整,需要在后续的几个位置直接完成全部的位置调整,若机器人体积较大,在这种狭窄空间里非常容易碰撞到书架。

预设值可根据实际的主干道的宽度、机器人的车身长度决定。

例如:一机器人的底盘为正方形,其长度、宽度都为50cm,主干道的宽度为150cm,预设值的范围可为15-25cm。根据需求在此范围内选择一数值使用,保证机器人在从第一拐点位置r1移动到第二拐点位置r2时不会碰撞到书架。

第一拐点位置r1距离目标书架的第一端n1的径向距离也可根据实际的主干道的宽度、机器人的车身长度决定,只要保证机器人在后续移动时不会碰撞到书架即可。

例如:一机器人的底盘为正方形,其长度、宽度都为50cm,主干道的宽度为150cm,第一拐点位置r1距离目标书架的第一端n1的径向距离范围可为20cm-50cm。根据需求在此范围内选择一数值使用,保证机器人在从第一拐点位置r1移动到第二拐点位置r2时不会碰撞到书架。

s103从第一拐点位置r1向靠近目标书架的第二端n2的方向(直线)移动至位于次干道的第二拐点位置r2,第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离不大于第一拐点位置r1距离目标书架的轴向距离。

具体的,第二拐点位置r2是为了让机器人顺利进入次干道,确定贴边方向,因此,第二拐点位置r2必需要超过目标书架的第一端n1,从而让机器人能够准确的沿着目标书架的延伸方向(即n1到n2的方向)贴边移动。

若第二拐点位置r2位于主干道,机器人大概率会错认贴边方向,将图6中上、下两个书架排列的轴向方向作为贴边方向,导致无法正确扫描目标书架上的图书。

可选地,第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离等于第一拐点位置r1距离目标书架的轴向距离。机器人到达第一拐点位置r1后,可直接原地旋转,直线运动到第二拐点位置r2,确认贴边方向即可。

当然,若想进一步调整机器人方向,也可将第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离向目标书架靠近一点。例如:一机器人的底盘为正方形,其长度、宽度都为50cm,主干道的宽度为150cm,第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离的范围可为35-50cm。通过第一拐点位置r1移动到第二拐点位置r2时,既微调了机器人的整体移动方向,又确认其后续的贴边方向。

s104从第二拐点位置r2向靠近目标书架的第二端的方向在次干道上移动至第三拐点位置r3,第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离小于第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离。

具体的,第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离相比于第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离近很多,第三拐点位置r3需要为后续的贴边做好准备。

可选地,第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离范围为7cm-15cm,可根据贴边算法的要求、机器人的车身长度、次干道的宽度等因素灵活选择。

第三拐点位置r3距离目标书架的第一端n1的径向距离大于第二拐点位置r2距离目标书架的第一端n1的径向距离。第三拐点位置r3距离目标书架的第一端n1的径向距离越大,方向机器人后续采用贴边算法回退到主干道时机身旋转角度越小,减小碰撞的概率。

可选地,第三拐点位置r3距离目标书架的第一端n1的径向距离范围为50cm-100cm。根据机器人的车身长度调整,车身长度越大,这个值越大,保证机器人的贴边有足够距离完成。

第一起始位置s1、第一拐点位置r1、第二拐点位置r2和第三拐点位置r3采用全局坐标进行定位,定位的方式可采用现有的机器人定位方式,在此不作详细描述。

s105采用贴边算法从第三拐点位置r3回退至位于主干道的第四拐点位置r4,从第四拐点位置r4沿着目标书架的延伸方向(即图6中n1到n2的方向)贴边移动,直至贴边结束位置,第四拐点位置r4距离目标书架的轴向距离小于第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离。

具体的,从第三拐点位置r3回退至第四拐点位置r4是贴边算法进行贴边的过程,当贴边传感器感应到贴边结束,即认为到达了第四拐点位置r4,此种方式可解决全局坐标的误差问题。

同理,从第四拐点位置r4开始沿着目标书架的延伸方向开始贴边移动时,贴边结束位置也是由机器人上的贴边传感器决定,当贴边传感器感应到贴边结束时,即认为到达了贴边结束位置。

机器人在从第四拐点位置r4沿着目标书架的延伸方向(即图6中n1到n2的方向)贴边移动的过程中,其上设置的天线会获取目标书架上各层图书信息。

基于图书上使用的电子标签的可读取范围的限制,第四拐点位置距离目标书架的轴向距离范围为1cm-9cm。优选地,第四拐点位置r4距离目标书架的轴向距离需要尽可能的小,例如:1cm、2cm、3cm、4cm等。

若直接从主干道移动至第四拐点位置r4,基于机器人的车身长度较大,在转向过程中肯定会碰到书架,而通过上述所说的经过多次变向的方式可让机器人顺利达到距离目标书架轴向距离较小的第四拐点位置r4,且不会发生碰撞。

本实施例中,机器人通过在主干道、次干道的多次方向变换移动,逐步接近目标书架,进入次干道有足够的贴边空间后,再回退到距离目标书架轴向距离较小的第四拐点位置,实现贴边,多次位置的变换使车身长度较大的机器人可以在狭窄的空间中灵活转向,避免碰撞,降低了工作人员手动调整位置的机会,大大提高了机器人的工作效率。

本实施的路径移动方法,在机器人进入目标书架的次干道,完成图书信息获取工作、到达贴边结束位置后,其还需要退回到主干道上进行下一个目标书架的图书信息获取工作,而在退回到主干道的过程中也要保证机器人不会碰撞到书架,退回到主干道的方式有两种:

第一种,如图2、图7所示,路径移动方法还包括以下步骤:

s201采用贴边算法从贴边结束位置e回退到主干道的第四拐点位置r4,再从第四拐点位置r4回退至第三拐点位置r3。

具体的,贴边结束位置e到第四拐点位置r4,再到第三拐点位置r3,仍然采用贴边算法执行,相当于原路返回的过程。

s202从第三拐点位置r3向靠近主干道的方向移动至次干道上的第五拐点位置r5,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离。

具体的,当到达第三拐点位置r3时,后面一步是让机器人脱离贴边,而合适的第五拐点位置r5可以让机器人缓慢脱离贴边的同时,又不会因为纠偏过快而撞到书架。

可选地,第五拐点位置r5距离目标书架的第一端n1的径向距离与第三拐点位置r3距离目标书架的第一端n1的径向距离之差为机器人的一个车位(取长边的长度)加上径向补偿值。

具体的,补偿值可根据次干道的宽度、机器人的车身长度决定。

例如:机器人的车身长度为45*50,次干道的宽度为80cm,补偿值可选择5cm,则第五拐点位置r5距离目标书架的第一端n1的径向距离与第三拐点位置r3距离目标书架的第一端n1的径向距离之差为50+5=55cm。

可选地,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离。

具体的,第五拐点位置r5是脱离贴边后的第一个位置,因此,必然要距离目标书架有一定的距离,一来成功脱离贴边,二来保证机器人在后续移动到主干道的过程中不会碰撞到旁边的书架。

作为一种实施方式,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离与第二拐点位置距离目标书架的轴向距离相等。

作为另一种实施方式,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离、机器人的车身长度的二分之一和轴向补偿值等于次干道的宽度。可选地,轴向补偿值的范围为1cm-15cm,可根据机器人的定位控制精度等因素设定。

s203从第五拐点位置r5移动至第二拐点位置r2。

具体的,当第五拐点位置距离目标书架的轴向距离小于第二拐点位置距离目标书架的轴向距离时,可让机器人从第五拐点位置移动至第二拐点位置的过程中再一次进行方向的微调,降低机器人碰撞到书架的概率。

s204从第二拐点位置移动至第一起始位置。

在此实施方式中,退回到第一起始位置的过程中,通过贴边算法回到最开始贴边的位置(即第三拐点位置),然后采用多次转向、缓慢调整机器人车身的方式,避免直接进行大幅度纠偏而碰撞到书架的情况,保证了机器人正常运行。

第二种,如图9、图8所示,路径移动方法还包括以下步骤:

s301采用贴边算法从贴边结束位置e回退到主干道的第四拐点位置r4,再从第四拐点位置r4回退至第三拐点位置r3。

s302从第三拐点位置r3向靠近主干道的方向移动至次干道上的第五拐点位置r5,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离。

s303从第五拐点位置r5移动至位于主干道的第二起始位置s2,第二起始位置距离目标书架的轴向距离不小于第五拐点位置距离目标书架的轴向距离。

具体的,第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离与第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离相同。第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离与第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离相同。

可选地,第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离为主干道的二分之一。

机器人移动到第五拐点位置r5、第二起始位置s2时是根据全局坐标进行定位,这次退回到主干道的方式少了第二拐点位置r2,可降低移动过程中对全局坐标定位误差的问题。

在本实施例中,机器人在狭窄空间移动时,通过转向多次、每次轴向距离变化少量的方式调整具有较大车身的机器人的方向,使其能够沿着书架贴边运行的同时,不会发生碰撞,提高机器人工作效率。

图10、图11示出了另一个实施例的路径移动方法流程图,包括以下步骤:

s401移动至位于主干道上的第二起始位置s2,第二起始位置s2位于目标书架对应的次干道的延伸方向上。

具体的,第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离由机器人的宽度和主干道的宽度确定。

第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离是指机器人到目标书架的最小的y轴方向的距离,即图10中d5的长度。需要注意的是,若目标书架是倾斜向外的,第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离是指机器人到目标书架倾斜出来部分的y轴方向的距离。

第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离随着机器人的车身长度(即长度、宽度中较长的一边)变化而变化,其车身长度越小,第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离可相应减小,其车身长度越大,第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离需要相应增大。

s402在第二起始位置s2向目标书架对应的次干道的方向旋转90度。

s403向靠近目标书架的第二端的方向移动至位于次干道的第二拐点位置r2。

具体的,第二起始位置s2是直接转向90度后,移动到第二拐点位置r2,其在移动至第二拐点位置r2时不会再做方向调整,因此,第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离小于第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离,且第二起始位置s2距离目标书架的轴向距离与第二拐点位置r2距离目标书架的轴向距离相同。

第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离由机器人的宽度和主干道的宽度确定。第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离是指机器人到目标书架的第一端n1的x轴方向的距离,即图10中d4的长度。

第二起始位置s2的良好选择可保证机器人转向驶入目标书架对应的次干道的过程中不会碰撞到各书架。

第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离随着机器人车身的车身长度变化而变化,其车身长度越小,第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离可相应减小,其车身长度越大,第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离需要相应增大。

可选地,第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离与第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离相同。

可选地,第二起始位置s2距离目标书架的第一端n1的径向距离为主干道的二分之一。让机器人移动到主干道的中间位置,防止其转向时碰到左右的书架。

s404从第二拐点位置向靠近目标书架的第二端的方向在次干道上移动至第三拐点位置,第三拐点位置距离目标书架的轴向距离小于第二拐点位置距离目标书架的轴向距离。

s405采用贴边算法从第三拐点位置回退至位于主干道的第四拐点位置,从第四拐点位置沿着目标书架的延伸方向贴边移动,直至贴边结束位置,第四拐点位置距离目标书架的轴向距离小于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离。

本实施例的路径移动方法进入时与上述实施例中的路径移动方法的区别在于,改变了起始位置,减少了第一拐点位置r1,从而降低了对全局坐标的依赖,防止定位第一拐点位置r1出错时,导致后续的移动全部出错,发生碰撞的情况。减少拐点位置,降低因定位误差而出现碰撞的机率。

本实施的路径移动方法,在机器人进入目标书架的次干道,完成图书信息获取工作、到达贴边结束位置后,其还需要退回到主干道上进行下一个目标书架的图书信息获取工作,而在退回到主干道的过程中也要保证机器人不会碰撞到书架,退回到主干道的方式有两种:

第一种,如图2、图7所示,路径移动方法还包括以下步骤:

s201采用贴边算法从贴边结束位置e回退到主干道的第四拐点位置r4,再从第四拐点位置r4回退至第三拐点位置r3。

s202从第三拐点位置r3向靠近主干道的方向移动至次干道上的第五拐点位置r5,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离。

s203从第五拐点位置移动至位于次干道的第二拐点位置,第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不小于第五拐点位置距离目标书架的轴向距离。

具体的,第五拐点位置r5是脱离贴边后的第一个位置,因此,必然要距离目标书架有一定的距离,一来成功脱离贴边,二来保证机器人在后续移动到主干道的过程中不会碰撞到旁边的书架。

作为一种实施方式,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离与第二拐点位置距离目标书架的轴向距离相等。

作为另一种实施方式,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离、机器人的车身长度的二分之一和轴向补偿值等于次干道的宽度。可选地,轴向补偿值的范围为1cm-15cm,可根据机器人的定位控制精度等因素设定。

当第五拐点位置距离目标书架的轴向距离小于第二拐点位置距离目标书架的轴向距离时,可让机器人从第五拐点位置移动至第二拐点位置的过程中再一次进行方向的微调,降低机器人碰撞到书架的概率。

s204从第二拐点位置移动至位于主干道的第一起始位置,第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不小于第一拐点位置距离目标书架的轴向距离。

具体的,第一起始位置s1距离目标书架的轴向距离由机器人的宽度和主干道的宽度确定。同理,第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离由机器人的宽度和主干道的宽度确定。

可选地,第一起始位置s1距离目标书架的第一端n1的径向距离为主干道宽度的二分之一。

第二种,如图9、图8所示,路径移动方法还包括以下步骤:

s301采用贴边算法从贴边结束位置e回退到主干道的第四拐点位置r4,再从第四拐点位置r4回退至第三拐点位置r3。

s302从第三拐点位置r3向靠近主干道的方向移动至次干道上的第五拐点位置r5,第五拐点位置r5距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置r3距离目标书架的轴向距离。

s303从第五拐点位置r5移动至位于主干道的第二起始位置s2,第二起始位置距离目标书架的轴向距离不小于第五拐点位置距离目标书架的轴向距离。

机器人移动到第五拐点位置r5、第二起始位置s2时是根据全局坐标进行定位,这次退回到主干道的方式少了第二拐点位置r2,可降低移动过程中对全局坐标定位误差的问题。

在本实施例中,机器人在狭窄空间移动时,通过转向多次、每次轴向距离变化少量的方式调整具有较大车身的机器人的方向,使其能够沿着书架贴边运行的同时,不会发生碰撞,提高机器人工作效率。

应理解,在上述实施例中,各步骤序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各步骤的执行顺序应以功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图5是本发明一个实施例中提供的机器人5的结构示意图。如图5所示,本实施例的机器人5包括:处理器53、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器53上运行的计算机程序52,例如:路径移动程序。所述处理器53执行所述计算机程序52时实现上述各个路径移动方法实施例中的步骤。

所述处理器53可以是中央处理单元(centralprocessingunit,cpu),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元,例如:终端设备的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述终端设备的外部存储设备,例如:所述终端设备上配备的插接式硬盘,智能存储卡(smartmediacard,smc),安全数字(securedigital,sd)卡,闪存卡(flashcard)等。进一步地,所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序52以及所述终端设备5所需要的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述或记载的部分,可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序发送指令给相关的硬件完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括:计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如:在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征:

1.一种路径移动方法,其特征在于,应用于机器人,且在一空间内排列了若干个书架,形成了至少一条主干道和多条次干道,所述次干道为让所述机器人通过、并沿一书架的延伸方向贴边行走的通道,所述主干道为让所述机器人通过、进入所述次干道的通道;

所述路径移动方法包括以下步骤:

移动至位于所述主干道上的第一起始位置,所述第一起始位置位于目标书架对应的次干道的延伸方向上;

从所述第一起始位置以第一预设角度移动至第一拐点位置,所述第一起始位置距离目标书架的轴向距离大于所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离;

从所述第一拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向移动至位于所述次干道的第二拐点位置,所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不大于所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离;

从所述第二拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向在所述次干道上移动至第三拐点位置,所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离;

采用贴边算法从所述第三拐点位置回退至位于所述主干道的第四拐点位置,从所述第四拐点位置沿着所述目标书架的延伸方向贴边移动,直至贴边结束位置,所述第四拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离。

2.如权利要求1所述的路径移动方法,其特征在于,所述第一起始位置距离目标书架的轴向距离由所述机器人的宽度和主干道的宽度确定。

3.如权利要求2所述的路径移动方法,其特征在于,所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离为所述第一起始位置距离目标书架的轴向距离减去预设值。

4.如权利要求1所述的路径移动方法,其特征在于,第三拐点位置距离所述目标书架的第一端的径向距离范围为50cm-100cm。

5.如权利要求1所述的路径移动方法,其特征在于,第四拐点位置距离目标书架的轴向距离范围为1cm-9cm。

6.如权利要求1所述的路径移动方法,其特征在于,还包括以下步骤:

采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;

从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;

从所述第五拐点位置移动至位于所述主干道的第二起始位置,所述第二起始位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离。

7.如权利要求1所述的路径移动方法,其特征在于,还包括以下步骤:

采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;

从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;

从所述第五拐点位置移动至所述第二拐点位置;

从所述第二拐点位置移动至所述第一起始位置。

8.一种路径移动方法,其特征在于,应用于机器人,且在一空间内排列了若干个书架,形成了至少一条主干道和多条次干道,所述次干道为让所述机器人通过、并沿一书架的延伸方向贴边行走的通道,所述主干道为让所述机器人通过、进入所述次干道的通道;

所述路径移动方法包括以下步骤:

移动至位于所述主干道上的第二起始位置,所述第二起始位置位于目标书架对应的次干道的延伸方向上;

在所述第二起始位置向目标书架对应的次干道的方向旋转90度;

向靠近所述目标书架的第二端的方向移动至位于所述次干道的第二拐点位置;

从所述第二拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向在所述次干道上移动至第三拐点位置,所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离;

采用贴边算法从所述第三拐点位置回退至位于所述主干道的第四拐点位置,从所述第四拐点位置沿着所述目标书架的延伸方向贴边移动,直至贴边结束位置,所述第四拐点位置距离目标书架的轴向距离小于所述第三拐点位置距离目标书架的轴向距离。

9.如权利要求8所述的路径移动方法,其特征在于,所述第二起始位置距离目标书架的轴向距离由所述机器人的宽度和主干道的宽度确定。

10.如权利要求8所述的路径移动方法,其特征在于,还包括以下步骤:

采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;

从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;

从所述第五拐点位置移动至位于所述主干道的第二起始位置,所述第二起始位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离。

11.如权利要求8所述的路径移动方法,其特征在于,还包括以下步骤:

采用贴边算法从贴边结束位置回退到所述主干道的第四拐点位置,再从所述第四拐点位置回退至所述第三拐点位置;

从所述第三拐点位置向靠近所述主干道的方向移动至所述次干道上的第五拐点位置,所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离大于第三拐点位置距离目标书架的轴向距离;

从所述第五拐点位置移动至位于所述次干道的第二拐点位置,所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第五拐点位置距离目标书架的轴向距离;

从所述第二拐点位置移动至位于所述主干道的第一起始位置,所述第二拐点位置距离目标书架的轴向距离不小于所述第一拐点位置距离目标书架的轴向距离。

12.一种机器人,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器运行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述路径移动方法的步骤。

13.一种机器人,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器运行所述计算机程序时实现如权利要求8-11中任一项所述路径移动方法的步骤。

14.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述路径移动方法的步骤。

15.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8-11中任一项所述路径移动方法的步骤。

技术总结

本发明公开了一种路径移动方法、机器人、计算机可读存储介质,涉及机器人移动领域,该方法包括:移动至位于所述主干道上的第一起始位置;从所述第一起始位置以第一预设角度移动至第一拐点位置;从所述第一拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向移动至位于所述次干道的第二拐点位置;从所述第二拐点位置向靠近所述目标书架的第二端的方向在所述次干道上移动至第三拐点位置;采用贴边算法从所述第三拐点位置回退至位于所述主干道的第四拐点位置,从所述第四拐点位置沿着所述目标书架的延伸方向贴边移动,直至贴边结束位置。通过在主干道、次干道上多次位置的变换使机器人可在狭窄的空间中灵活转向,避免碰撞。

技术研发人员:陈禹;李冰

受保护的技术使用者:鱼越号机器人科技(上海)有限公司

技术研发日:.10.18

技术公布日:.12.31

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