[发明专利]一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法

说明书

本发明公开了一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法，包括下述步骤(1)预处理：定义档案架区域的坐标轴以及初始参数；(2)机器人从初始位置出发，穿过档案区域；(3)判断机器人是否已经过任务中编号最大的档案架；(4)根据待执行的任务矩阵，判断是否为可执行任务，(5)对任务进行分解，形成新的任务矩阵；(6)建立目标函数，对新的任务矩阵进行优化；(7)执行任务。本发明能够解决档案架被打开的情况中机器人识别困难的问题，使得机器人能够实时监测外部环境的变化，有效、快速的适应变化的外部环境，对不同的地图均适用，适用性广，能够实现高效的客户端与机器人之间的人机交互。

技术领域

本发明涉及一种导航定位与任务规划方法，尤其涉及一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法。

背景技术

存放在档案室内的档案的数量成千上万，在进行档案存取时往往需要消耗大量的人力物力，制约了档案管理员专业技术能力的发挥，降低了档案可利用价值，档案管理的自动化水平迫切需要提高。近年来，档案行业普遍谋求用机器人代替人工实现档案的盘点、存取。

档案机器人是高度自动化的档案装备，一般由机器人移动底盘、操作机械臂和功能设备组成，机器人移动底盘负责实现行走，代替人腿的功能，实现自主导航行走、目标识别；机械臂相当于人的胳膊，负责带动功能设备作空间运动；功能设备如机械手、各种探测设备等，用以实现自动化的盘点、存取。

目前，档案机器人普遍采用基于SLAM技术的智能车(AGV)。这种设备经过智能训练可以识别周围的环境，实现固定环境下的自主导航。当环境发生变化时，如目标移动后不在原有的固定位置，则需要重新训练或编程，自适应性比较差。专利CN109798901.A提出了一种适合小型档案馆环境的机器人导航与控制方法，这种方法利用了档案房和档案架的特征，也可实现机器人的导航控制。但这个专利要求同一时间只有一个档案架打开，当有多个档案架同时打开时，按此专利所提方法会发生误断，因此，它也只适合于工作位置完全固定的情形。

在实际工作中，档案都一航存放在密集排列的档案架上，通常情况下每个档案架都紧密地排列在一起，当需存取档案时，相应的目标密集架才会被打开。受限于目前的技术和成本因素，但有多个档案架打开时，既不能保证每个工作区的数量，也不能保证每个工作区的宽度一致，因此，每个档案架及其工作通道的位置是随机的，工作区的位置也会发生变化，会导致机器人目标识别困难，也会导致客户端人机交互的困难。为了解决上述问题，本发明提出了机器人对环境自适合的目标位置控制方法。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种高效的、能够对环境自动适应的档案用机器人的导航定位与任务规划方法，以解决上述问题。

技术方案：本发明的提供一种档案用机器人的导航定位与任务规划方法，包括以下步骤：

(1)预处理：定义档案架区域的坐标轴以及初始参数；机器人获取目标档案的任务指令，定义可执行任务矩阵为TE；

(2)机器人从初始位置出发，穿过档案区域，检测左和/或右档案架数量、工作区宽度以及档案架是否被打开，并记录坐标参数；

(3)判断机器人是否已经过任务中编号最大的档案架；

(4)根据待执行的任务矩阵，判断是否为可执行任务，若是可执行任务，形成可执行任务矩阵并执行步骤(5)，否则删除该任务；定义工作区档案架的距离矩阵DA、DB，距离矩阵DA的每个元素代表左侧的相邻两个架子之间的距离，距离矩阵DB的每个元素代表右侧的相邻两个架子之间的距离；定义矩阵TA1表示左侧档案架的任务序列，定义矩阵TB1表示右侧档案架的任务序列，两个矩阵都是列矩阵，矩阵中的每个元素都代表一个工作位置；将任务序列TA0、TB0中相同的工作区的任务合并表示为TA1、TB1，定义矩阵TN1、TN2，TN1、TN2表示任务数量，用TN1(m)表示TA1(m)的数量，用TN2(m)表示TB1(m)的数量，SDA表示TA1的维数，SDB表示TB1的维数；所述步骤(4)具体包括：