[发明专利]一种用于商场超市拣货机器人的综合控制方法

说明书

本发明公开了一种用于商场超市拣货机器人的综合控制方法，包括1)采用激光雷达和单目相机结合的方式构建环境地图；利用gmapping算法增量式构建环境地图，并对当前帧的环境图像进行回环检测，在构建环境地图的过程中利用贝叶斯滤波算法计算货架的位置坐标；2)采用全局最优路径规划和局部匀速路径规划相结合的方式进行路径规划；利用融合A*算法和DWA算法进行全局最优路径规划，采用匀速直线行进的方式进行局部匀速路径规划；3)基于超声波传感器的实时动态避障，包括非拣货避障和拣货避障；4)基于单目相机的目标识别，包括图像标注和数据集的训练。该方法能够实现大场景下机器人的拣货送货，不仅大大降低了对人力的需求，而且提高了场景的适应性。

技术领域

本发明涉及机器人自动控制领域，尤其涉及一种用于商场超市拣货机器人的综合控制方法。

背景技术

随着服务机器人逐渐进入人们的生活，尤其是近年来电商业的快速发展，拣货机器人应运而生。拣货机器人一般能根据拣货单自动完成货物的定位、识别和捡取，并将捡取的货物运送至指定位置，进而取代繁重的人工劳动，实现无人化的货物拣选作业。为保证拣货机器人顺利完成前述动作，一套实现拣货机器人各部分之间相互协调工作的控制方法显得尤为重要。

申请号201811371601.8的中国专利公开了一种基于机器人的物流分区拣选方法、装置、终端、系统及存储介质，机器人获得货物的货位信息后，再通过获取货位信息所映射的机器人的拣货位信息，再规划机器人的行进路径，该方法需要提前统计所有货物的位置信息，但是由于超市货架摆放的商品种类繁多，商品位置变化频率快，每次统计商品位置信息耗时多，人力消耗大，因此该方法并不适用于复杂环境的超市。

申请号201710295472.8的中国专利公开了一种机器人的控制系统，包括障碍物检测模块、障碍物处理模块和导航控制模块，通过背景建模的方法或帧差法检测障碍物是否运动，静态障碍物会影响路径规划，机器人绕开障碍物行走；动态障碍物不影响机器人路径规划，机器人靠近动态障碍物时减速，并试图穿过动态障碍物行走；机器人需等待障碍物自动消除后再行走，影响拣货效率，因此该方法并不适用于超市等障碍物较多的复杂场合。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的问题是，提供一种用于商场超市拣货机器人的综合控制方法，该方法集地图构建、路径规划、动态避障、目标识别、信息通信于一体，能够实现大场景下机器人的拣货送货，不仅大大降低了对人力的需求，而且提高了场景的适应性。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种用于商场超市拣货机器人的综合控制方法，该方法包含以下内容：

一、采用激光雷达和单目相机结合的方式构建环境地图；利用gmapping算法增量式构建环境地图，并对当前帧的环境图像进行回环检测，在构建环境地图的过程中利用贝叶斯滤波算法计算货架的位置坐标；

二、采用全局最优路径规划和局部匀速路径规划相结合的方式进行路径规划；利用融合A*算法和DWA算法进行全局最优路径规划，采用匀速直线行进的方式进行局部匀速路径规划；

三、基于超声波传感器的实时动态避障，包括非拣货避障和拣货避障，保证机器人不会因避障绕行而错捡漏捡；

四、基于单目相机的目标识别，包括图像标注和数据集的训练。

步骤一中计算货架的位置坐标的过程是：上位机采用SSD算法检测货架；检测出货架后，结合单目相机与激光雷达的相对安装位置，利用贝叶斯滤波算法计算货架的位置坐标，贝叶斯滤波算法满足公式1)：

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