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专利号: 2019111665406
申请人: 广西科技师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-03-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据的机器人路径规划的数据管理系统,其特征在于,包括数据采集模块、路径输入模块、服务器、路径更换模块、路径管理模块、路径计算模块、员工登录模块和存储分配模块;

所述数据采集模块用于采集运输机器人的运输路径再移动过程中的障碍物信息并将其发送至服务器内;障碍物信息包括障碍物的图像视频、位置坐标和尺寸,所述路径更换模块用于获取障碍物信息并进行运输路径更换处理,具体处理步骤如下:步骤一:设定运输路径为Li,i=1、2、……、n;n为正整数;运输机器人在运输路径行走时,当数据采集模块采集到障碍物信息,同时生成路径更改指令,并将障碍物信息发送至服务器;

步骤二:通过激光测距仪采集运输机器人与障碍物之间的距离记为A1;此时的位置坐标记为G1;

步骤三:当A1等于设定阈值时,运输机器人向左移动,当激光测距仪为采集到障碍物信息,则停止移动,此时的向左移动距离为h1,然后运输机器人再向右移动,当激光测距仪为采集到障碍物信息,则停止移动,此时的向右移动总距离为减去向左移动距离得到向右移动距离为h2;

步骤四:当h1>h2;则运动机器人向右移动,设定运动机器人的最大左右宽度记为A2;则运输路径Li上的运动机器人的绕障距离为YHi=h2+A2/2;

步骤五:当运动机器人向右移动的绕着距离为YHi时,则运动小车向前运动,同时运动小车左侧安装的红外线传感器探测障碍物,当红外线传感器探测到障碍物时开始计时,当红外线传感器未检测到障碍物时停止计时,根据计时时长和运动机器人的速度得到障碍物的长度并记为A3,则运输机器人向前运动的距离为QHi=A3+2*A1;

步骤六:当运输机器人向前运动距离QHi后,再向左移动YHi的距离使运动小车使回原运输路径Li;则小车的更换路径标记为1Li,更换路径表示为运输机器人运输路径Li的起点行驶,行驶到位置坐标G1处,运动机器人向右移动YHi,再向前运动QHi后,最后向左移动YHi,并根据运输路径Li运动至终点;根据向左移动距离为h1、向右移动距离h2和障碍物的长度计算面积得到障碍物矩形区域;

步骤七:路径更换模块将更换路径发送至服务器内存储;将障碍物矩形区域发送至数据管理模块;

所述数据管理模块接收到障碍物矩形区域并获取服务器内存储的所有运输路径并进行处理得到新的变更路径;所述数据管理模块将新的变更路径发送至服务器和新的变更路径对应的运动机器人上;当运输机器人再次在G1位置处未检测到障碍物信息时,则将该运动机器人存储的新的变更路径进行删除,同时生成删除指令并发送至服务器内;服务器接收到删除指令后获取该G1处对应的障碍物矩形区域,并将该障碍物矩形区域修改的新的变更路径进行从服务器和对应的运动机器人内删除。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的机器人路径规划的数据管理系统,其特征在于,所述数据采集模块安装在运动机器人上,运动机器人为运输小车;数据采集模块包括安装在运输小车前侧壁和两侧侧壁的三个激光测距仪以及用于检测运动小车速度的速度传感器、采集运动小车行驶时间的计时器和用于存储新的变更路径的存储器;所述路径输入模块用于输入工作人员输入运动机器人的运输路径和对应的图纸。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的机器人路径规划的数据管理系统,其特征在于,所述数据管理模块对所有运输路径并进行处理得到新的变更路径的具体处理步骤如下:S1:对运输路径进行筛选,获取经过障碍物矩形区域的运输路径;并将其标记为待修改路径;

S2:将障碍物矩形区域的中心点建立与水平线和垂直线;

S3:当待修改路径与水平线平行,则计算待修改路径与水平线之间的平行间距,记为F1;则该待修改路径上对应的运动机器人通过激光测距仪采集运输机器人与障碍物之间的距离A1,当距离等于设定阈值,则该运动机器人进行路径变更;变更步骤如下:SS1:当待修改路径位于水平线的左侧,则向左移动,移动距离为ZD1,ZD1=A3/2-F1+A2/2;在向前运动,运动距离为ZD2,ZD2=h1+h2+2*A1;最后向右运动,运动距离为ZD1;使回原待修改路径并执行原待修改路径;路径变更与原待修改路径结合形成新的变更路径;

SS2:当待修改路径位于水平线的右侧,则向右移动,移动距离为YD1,YD1=A3/2-F1+A2/2;在向前运动,运动距离为YD2,YD2=h1+h2+2*A1;最后向右运动,运动距离为YD1;使回原待修改路径并执行原待修改路径;路径变更与原待修改路径结合形成新的变更路径;

S4:当待修改路径与垂直线平行,则计算待修改路径与垂直线之间的平行间距,记为F2;则该待修改路径上对应的运动机器人通过激光测距仪采集运输机器人与障碍物之间的距离A1,当距离等于设定阈值,则该运动机器人进行路径变更;变更步骤如下:SS1:当待修改路径位于垂直线的左侧,则向左移动,移动距离为CD1,CD1=(h1+h2)/2-F2;在向前运动,运动距离为CD2,CD2=A3+2*A1;最后向右运动,运动距离为CD1;使回原待修改路径并执行原待修改路径;路径变更与原待修改路径结合形成新的变更路径;

SS2:当待修改路径位于垂直线的右侧,则向右移动,移动距离为DD1,DD1=(h1+h2)/2-F2;在向前运动,运动距离为DD2,DD2=A3+2*A1;最后向右运动,运动距离为YD1;使回原待修改路径并执行原待修改路径;路径变更与原待修改路径结合形成新的变更路径。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的机器人路径规划的数据管理系统,其特征在于,所述员工登录模块用于提交员工信息并进行注册及访问服务器将注册成功的员工信息发送至服务器内进行存储;员工信息包括姓名、电脑型号、手机号码和入职时间;员工计算模块用户获取服务器内的员工信息并计算员工的员工值,具体计算步骤如下:S1:设定员工记为Rk,k=1、……、n;n为正整数;

S2:根据员工的入职时间和系统当前时间获取得到用户的入职时长,并标记为TRk;

S3:设定电脑型号对应的积分值,将电脑型号与设定电脑型号对应的积分值进行匹配,获取得到员工电脑的积分值,并标记为DRk;

S4:利用公式 获取得到员工的员工值YRk;其中,

h1、h2均为预设比例系数,λ为修正因子,取值0.765398;

S5:将员工的员工值发送至服务器内进行存储。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的机器人路径规划的数据管理系统,其特征在于,所述存储分配模块用于将运输路径分配至员工的电脑终端进行备份存储,具体分配步骤如下:SS1:设定存储界限值,获取员工值大于存储界限值的员工,将其标记为待备份员工;设定待备份员工记为URk,SS2:当运输机器人从起点运动到终点,则该运输路径的执行次数增加一次;统计运输路径的执行次数;

SS3:设定运输路径Li的执行次数记为PLi;利用公式FLi=PLi*h3获取得到运输路径Li的备份值FLi;当备份值FLi大于设定阈值,则将该运输路径标记为待备份路径;

SS4:利用公式PURk=YRk*h4+(1/BURk)*h5计算得到待备份员工的匹配值PURk;其中h4和h5均为预设比例系数;BURk为待备份员工的分配总次数;

SS5:选取匹配值最大的待备份员工为选中员工;同时该选中用户的分配总次数增加一次,将待备份路径进行加密压缩后发送至该选中员工的电脑终端进行备份存储。

6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的机器人路径规划的数据管理系统,其特征在于,所述数据采集模块还包括次数统计单元;次数统计单元用于采集运输机器人从起点到终点的执行次数,并将执行次数发送至服务器内进行存储。