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专利号: 2020100675553
申请人: 重庆邮电大学
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:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:n

S1:在领航机器人周围设计一个2面体码盘,n=4,5,6,每个面都均等且垂直于地面,每个面宽度不超过5CM,每个面上相同位置放置携带相同结构尺寸但不同信息的条形码,并将条形码全部按照竖直方向排列;假设n=4,顺序按照条形码编号1,5,9,13;2,6,10,14;3,7,

11,15;4,8,12,16依次相连,形成一个闭环式多面体码盘;

S2:跟随机器人自主导航至目标区域,采用编队控制算法控制摄像头与条形码的距离与方向,使得摄像头正对着条形码面,并通过控制一定的距离,使得领航机器人与跟随机器人形成特定的队形,初步利用条形码码盘形成编队;

S3:当领航机器人开始自主导航时,通过摄像头识别码盘上的条形码,筛选视野里最优条形码用于计算移动机器人的位姿,调整好了之后重新识别,判断是否正对条形码,通过编队控制算法来调节自身位姿,使得跟随机器人始终能和领航机器人保持设定的距离和方向,以达到保持编队目的;

S4:根据已知地图,领航机器人通过A*算法进行全局路径规划;同时,通过动态窗口算法对每个机器人进行局部路径规划,并将每个局部路径进行整合,使得局部路径只在全局路径上微小变化;

S5:判断机器人编队是否到达目标位置,是,结束编队,否则继续识别码盘上的条形码保持编队;

所述步骤S3具体包括:

S31:摄像头识别所有的在视野范围内的条形码编号,筛选并匹配目标区域的最优条形码编号,计算该条形码的位置姿态;

S32:筛选算法通过视觉识别视野里的条形码的宽度,筛选视野宽度最大的条形码作为最优条形码,判断是否正对条形码,是,就将当前条形码作为当前码进行识别;

S33:根据计算的位姿,通过编队控制算法调整位姿,使跟随机器人和领航机器人始终保持一定的距离和相同的运动方向,形成编队。

2.根据权利要求1所述的一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法,其特征在于:所述步骤S1具体包括:S11:设计多面体条形码码盘,每个面都均等,两两相邻,且每个面均垂直于地面每个面宽度不超过5CM,每个面上相同位置放置携带相同结构尺寸但不同信息的条形码,并将条形码全部按照竖直方向排列,依次相连,形成一个闭环式多面体码盘;

S12:利用条形码生成器生成条形码,设置条形码尺寸和内容,将其打印出来置于码盘上的每个面上的相同位置上;

S13:采用张正友标定法对相机进行标定,求出内参,外参和畸变系数。

3.据权利要求1所述的一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法,其特征在于:所述步骤S2中具体包括:S21:跟随机器人自主导航至目标区域后,通过视觉采集条形码,微调自身位姿,使得摄像头正对着条形码,对条形码进行标定,标定信息包括中心点坐标和条形码编号;

S22:采用编队控制算法控制摄像头和条形码的距离和角度,使得跟随机器人领航机器人形成一个设定的队形,初步利用码盘形成编队;

S23:编队控制算法位于上层控制器,通过C++代码对当前位姿信息进行调整和控制。

4.根据权利要求1所述的一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法,其特征在于:所述步骤S4具体包括:S41:基于ROS系统下,建立增量式地图,采用A*算法,规划出一条最佳的路线;

S42:通过动态窗口算法对每个机器人进行局部路径规划,并将每个局部路径进行整合,使得局部路径在全局路径上微小变化。

5.根据权利要求1所述的一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法,其特征在于:所述步骤S5具体包括:S51:领航机器人到达目标位置,发布结束消息;

S52:跟随机器人通过话题订阅接收消息,停止继续识别条形码,结束跟随过程,编队结束,任务完成。