[发明专利]一种控制移动机器人与设备对接的方法和装置

说明书

本发明公开了一种控制移动机器人与设备对接的方法和装置，属于移动机器人导航控制技术领域；通过使用本发明的对接控制方案，能够有效提高对接成功率，提升对接过程机器人行走平滑度，拓展对接功能应用场景；本发明中使用的对接方案能够允许对接设备位姿在较大范围内挪动，不需要增加其它辅助定位设备，依赖机器人自身感知传感器即可；本发明中使用的对接方法能够根据实时检测的对接设备位姿来动态调整机器人控制，保障在检测结果存在一定误差情况下机器人逐渐提高对接精度，能够尽快与对接设备对接完成。

技术领域

本发明属于移动机器人导航控制技术领域，特别是机器人与其它设备精确对接技术领域，具体涉及一种控制移动机器人与设备对接的方法和装置。

背景技术

随着移动机器人应用场景的扩展，很多场景下都需要移动机器人与其它静止设备进行精确对接，以便协作完成相应功能，比如自动充电、自动加水、自动倒垃圾、自动上货和卸货等，在这些应用中都要求移动机器人能够自动导航至静止设备附近并控制机器人本体精确移动到静止设备的某个相对位置。

现有技术中，基本都要求对接设备位置固定，且相对位置能够精确获取。一种是根据辅助设备，比如红外或者磁条等，将车辆导航到对接面的正对轴线上，沿轴线进行对接；一种是在不同距离上根据摄像头或激光雷达检测对接设备位置后，将机器人导航到对接面的正对轴线上，沿轴线进行对接。上述方案中，在沿轴线对接前需要反复调整位姿满足正对设备的要求，如果远距离下检测的对接设备位置不够精确也会导致反复调整位姿，多次重复对接，对接成功率低且过程不平滑。而且对有最小转弯半径限制的机器人也不太适用，无法简单地将其位姿调整到对接轴线上。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种控制移动机器人与设备对接的方法和装置。

一种控制移动机器人与设备对接的方法，包括：

控制移动机器人导航至对接设备的预设距离范围内；

根据移动机器人的位姿，控制移动机器人进行对接运动，所述对接运动包括三个阶段中的部分或者全部；

所述三个阶段分别是第一阶段、第二阶段和第三阶段：其中，第一阶段为移动机器人沿最小转弯半径r的圆弧进行运动；第二阶段为移动机器人沿半径大于r的圆弧进行运动，并可运动到对接设备正前方并对准；第三阶段为移动机器人已经运动到对接设备正前方并对准，移动机器人沿直线对接上对接设备；

当移动机器人的位姿满足第三阶段条件时，则对接运动包括第三阶段；

当移动机器人的位姿满足第二阶段条件时，则对接运动包括第二阶段和第三阶段；

否则对接运动包括第一阶段、第二阶段和第三阶段。

较佳的，所述移动机器人导航到所述设备的预设距离范围内具体包括：

移动机器人获取对接设备的位姿；

移动机器人导航至对接设备前方的预设距离范围内，以使所述移动机器人检测到所述对接设备。

较佳的，所述第三阶段条件包括：

其中，和分别为移动机器人当前位姿中的位置坐标和方向角；为对接时设定的横向误差限值，为对接时设定的方向角误差限值；

较佳的，所述第二阶段的圆弧，其所在圆的半径R和圆心满足如下条件之一：

1）移动机器人位于x轴左侧，左转向，即：

其中，x轴为对接设备坐标系的x轴，沿对接方向；

2）移动机器人位于x轴右侧，右转向，即：

；