[发明专利]基于无人自主技术的智能物流机器人定位系统及方法

说明书

本发明涉及机器人自主定位技术领域，提供了基于无人自主技术的智能物流机器人定位系统及方法。系统包括自主导航机器人和分布在工作环境内的若干基站，所述自主导航机器人包括定位模块、运动感知模块和机器人主控模块。方法包括：判断自主导航机器人的运动是否异常：若否，继续执行物流运输任务链；若是，激活定位模块，与距离阈值范围内的基站通讯建立当前位置信息；计算机器人的姿态信息，结合当前位置信息恢复机器人在原电子地图中的位置信息；继续执行任务。在复杂场景下定位信息丢失后，本发明可以在不移动空间位置的前提下建立起物流机器人的位置，可独立识别物流机器人的位置和姿态等定位信息，不受故障影响，大幅提高物流运输效率。

技术领域

本发明涉及机器人自主定位技术领域，尤其涉及基于无人自主技术的智能物流机器人定位系统及方法。

背景技术

基于无人自主技术的物流机器人，属于物流搬运领域的机器人，其技术路线大致可分为三代：第一代机是基于固定轨迹引导的自动导引车(AGV)；第二代机是基于二维码定位的仓储机器人，需要在地面上贴二维码标识，以辅助机器人进行定位和导航。第三代机是基于即时定位与地图构建(SLAM)技术的智能物流机器人，这种机器人不需要在地面上铺设任何标识，机器人能自动感知环境和周围的障碍物，能自动进行路径规划，实现特定环境下的物体运输任务，代表了物流机器人未来的技术发展趋势。

基于自主技术的智能物流机器人通过采用多传感器融合算法，建立周围环境的地图，在移动过程中通过激光雷达扫描实时匹配环境信息和扫描地图上的位置信息，来确定机器人在全局环境中的定位。但是由于激光导航算法本身的缺陷和工况特殊复杂的环境，例如在遇到比较大的静态障碍物、或者体积比较大的动态障碍物、扫描区域过大；以及运行过程中出现故障：运行过程中机器人断电、系统出现故障、工作环境工业网络断网等原因，会造成物流机器人在全局地图中位置定位丢失，造成运动不精确的问题。

现在主流采取以的办法是当物流机器人遇到上述情况的时候，例如中途故障时，需要人为把物流机器人移动到充电点、或者零点区域的初始位置进行重新校准定位，如果中断任务点距离零点区域较远，比较耗费时间；另外物流机器人再次重启后，原来的任务信息丢失需要重新编排任务链。如此，在运量非常大的物流行业带来的损失很大。

发明内容

本发明旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，提供一种简单快捷，物流机器人故障后不需要远距离移动位置，就地恢复后，物流机器人的在环境中的定位信息会自动恢复的技术。本发明目的基于以下技术方案实现：

本发明一方面，提供了基于无人自主技术的智能物流机器人定位系统，包括自主导航机器人和分布在工作环境内的若干基站，所述自主导航机器人包括运动载体、定位模块、运动感知模块和机器人主控模块；

所述运动载体用于在工作环境中移动；

所述定位模块设于运动载体上，包括工作和休眠两种状态；所述工作状态用于自主导航机器人在异常运动时，与其周边设定距离阈值范围内的基站通讯建立当前位置信息，并将所述当前位置信息传送至所述机器人主控模块；所述休眠状态用于自主导航机器人在正常运动时处于休眠状态；

所述运动感知模块设于运动载体上，用于判断所述运动载体的运动是否异常，以及在运动异常时根据设定的时间阀值将所述定位模块激活；

所述机器人主控模块设于运动载体上，其内部存储有电子地图信息，并用于根据存储的电子地图信息控制所述自主导航机器人运动执行物流运输任务链，所述电子地图信息包括所述物流运输任务链的路径规划信息和物流信息；以及用于根据接收到的所述当前位置信息计算出所述运动载体的姿态信息，并结合所述姿态信息和当前位置信息恢复所述自主导航机器人在原电子地图中的位置信息；

所述基站封装有TDOA定位算法，用于与所述定位模块通讯，并利用多个基站接收到定位模块所发送信号的时间差来确定所述自主导航机器人的当前位置信息。