[发明专利]面向车间托盘搬运的多移动机器人编队协作定位方法

说明书

本发明公开了一种面向车间托盘搬运的多移动机器人编队协作定位方法，用于解决现有移动机器人定位方法实用性差的技术问题。技术方案是首先布置人工路标辅助移动机器人定位，在需高精度定位区域，路标布置密度稠密，而在无需高精度定位区域，路标布置密度稀疏。移动机器人观测到固定路标时，通过观测路标定位以及机器人之间的相互观测实现高精定位。当移动机器人团队传感器观测不到固定路标时，可通过观测通道两侧边线实现定位。由于在本发明中利用车间通道辅助移动机器人定位，减少了固定路标的布置密度，因而节省了搬运系统的投入成本；且在需要高精定位的区域，通过移动机器人之间的相互协作进一步提升了搬运团队的定位精度，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种移动机器人定位方法，特别涉及一种面向车间托盘搬运的多移动机器人编队协作定位方法。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，人们意识到通过多机器人的合作能以更小的代价完成相对复杂的任务。采用多移动机器人编队协作托盘搬运方法可有效解决因生产车间物料的尺寸、形状、重量等因素影响，而导致搬运策略异常繁杂的问题；还可降低搬运系统对搬运移动机器人复杂功能的要求，减少搬运系统成本；此外，在搬运编队队形设计时，只需考虑标准托盘尺寸和最大载重量等因素，而不受搬运工件复杂形状特征的影响，从而减小了搬运编队队形设计的复杂度，因此具有广泛的应用价值。

精确的移动机器人定位，即精确地确定移动机器人的位姿，是保证协作搬运复杂任务成功执行的关键。文献“基于有源RFID的室内移动机器人定位系统.清华大学学报:自然科学版,2010(5):673-676.”提供了一种由设置于移动机器人上的有源射频模块读写器和RFID电子标签构成的室内移动机器人定位系统和方法。但是该方法在面向车间环境时需要布置大量的RFID标签，导致成本过高，且定位精度易受环境中的金属以及水份干扰，因此该定位方法并不适用于车间环境。

发明内容

为了克服现有移动机器人定位方法实用性差的不足，本发明提供一种面向车间托盘搬运的多移动机器人编队协作定位方法。该方法通过布置人工路标辅助移动机器人定位，且布置人工路标同时兼顾定位成本与定位精度两方面因素，在需高精度定位区域，路标布置密度稠密，而在无需高精度定位区域，路标布置密度稀疏。移动机器人团队在搬运过程中当传感器观测到固定路标时，移动机器人可通过观测路标定位以及机器人之间的相互观测实现高精定位。当移动机器人团队传感器观测不到固定路标时，可通过观测通道两侧边线实现定位。由于在本发明中利用车间通道辅助移动机器人定位，减少了固定路标的布置密度，因而节省了搬运系统的投入成本；且在需要高精定位的区域，通过移动机器人之间的相互协作进一步提升了搬运团队的定位精度，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种面向车间托盘搬运的多移动机器人编队协作定位方法，其特点是包括以下步骤：

当固定路标在移动机器人团队传感器的观测范围时，

步骤一、移动机器人R_i应用里程计数据，根据上一时刻的估计，预测当前时刻移动机器人R_i的状态；

步骤二、移动机器人R_i观测当前环境中路标及与之通信的移动机器人R_j；

步骤三、基于移动机器人R_i对路标的预测观测值和真实观测值之间的差值，应用扩展卡尔曼滤波方法，或粒子滤波方法更新自身估计，并估计与之通信的机器人状态，且将相应的估计发送给与之对应的移动机器人；

步骤四、移动机器人R_i应用协方差交叉方法，或协方差联合方法，融合来自与之通信的移动机器人R_j对自身的估计。