[发明专利]智能四轮驱动送餐车的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，具体讲就是涉及一种智能四轮驱动送餐车的法控制方法。

背景技术

随着自动化技术的发展，智能机器人在各种服务领域的应用开始引起广泛的关注，尤其在当前人口老龄化、劳动力短缺的背景下，在劳动密集型的餐饮行业采用机器人技术具有很大的市场需求，送餐机器人不仅是让就餐者体验先进的机器人技术，更重要的是可以替代服务员，解决餐饮行业服务员的缺口。

现有的送餐机器人多采用仿人外形，沿固定轨道实现送餐服务，这种送餐机器人的灵活性和智能型不高，实用性不强。中国专利201510973459.4公开了一种送餐机器人控制系统及其运动轨迹控制方法，它包括控制板，所述控制板通过串口与带有里程计算功能的电机驱动器连接，电机驱动器能够驱动机器人的左轮电机和右轮电机，所述控制板连接有超宽带定位系统、姿态传感器和红外和超声波模块；本发明具有精度高、稳定性好、性价比高的优点。其不需要铺设导航轨道，可以实现按预设的路径自主行走，当餐厅布局改变时，该方法不要施工，只需要在软件中修改预设轨迹即可工。该送餐机器人采用超宽带和里程计融合的定位技术送餐机器人，可以实现无轨送餐，灵活性有了很大提高，且不改变餐厅现有的装修。但这种仿人外形的送餐机器人载重量有限，运行稳定性不太好，对于同时需要送多个餐盘或者收盘等场合不太适用。

中国专利201610536696.9公开一种智能送餐车控制系统，控制系统包括控制功能组、驱动功能组、传感功能组、无线功能组、显示操作功能组；一种含有上述控制系统的智能送餐车，包括车身、底架，所述车身中间设有菜品放置区，车身的两侧各设有一个广告展示区，在车身的上方固定有人机控制台；在底架和车身的连接处安装有激光传感器和超声波传感器，在底架的下方安装有万向轮和驱动轮。该发明通过控制系统和智能送餐车的结合使用能够实现多点送餐和餐盘回收功能，大大提高了智能送餐车的应用效率，可以有效帮助餐饮企业降低人工成本，采用SLAM激光导航算法实现了无轨导航技术，智能送餐车的结构典雅大气，增加了餐饮企业的品味和层次，但是该中送餐车利用激光传感器和超声波传感器需要现在行进路线上设置路线标识增加了导航的复杂性，减小了导航系统的适应性。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有的送餐机器人存在的运行不稳定在狭窄范围内需要多次变道行进或者需要增加导航标识的技术缺陷，提供一种智能四轮驱动送餐车及其控制方法,利用视觉导航算法与超宽带定位算法相结合来选定控制其行走送餐路线，遇到狭窄的直角弯或复杂路线时，直接通过自身的融合算法，餐车能够在0°到180°范围内实现“漂移”，实现送餐车的自动行进，高效完成送餐任务。

技术方案

为了实现上述技术目的，本发明设计的一种智能四轮驱动送餐车的控制方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：

(1)根据餐厅布局确定各餐桌的位置坐标和餐车移动轨迹的坐标区间；

(2)根据操作人员选定的目标桌位确定目的坐标，然后根据目的坐标选定行走路径；

(3)启动程序后PID算法根据电位器角度值，调整运动姿态后开始运动。

(4)执行定位算法得到即时位置坐标。

(5)根据视觉成像判断是否有障碍物，若无障碍物，则进入下一步,若存在障碍物，则SLAM算法视差运算、立体匹配，进而判断障碍物两侧是否有通过的空间，若能通过，则回到上一步,若不能通过，则暂停运行并发出提示；

(6)判断位置坐标是否在预定轨迹范围内，如果在预定的轨迹范围运行，则保持此姿态继续行走，如果超出预定的轨迹范围，则调整运行姿态。

进一步，所述步骤(5)中发出提示的方法是选择PC控制，或者控制餐车上的控制按钮。

进一步，所述步骤(5)中遇避障绕行的具体方法是步进电机(13)通过轴承系统(12)使4个行走轮组(9)均向左或右转向90度，餐车行进至障碍物左侧(或右侧)的空间，餐车停止运行，步进电机(13)再通过轴承系统(12)恢复上述4个行走轮组(9)90度的转向，餐车绕过障碍物继续执行送餐任务。

进一步，所述步骤(4)中执行定位算法得到即时位置坐标的具体步骤包括：(1)启用程序后首先判断是否在起始范围内，判断后依次执行步骤(2)和步骤(3)；

(2)Kinect摄像头采集的视频流，SLAM算法对图像的特征点提取和匹配，采用计算机视觉的SIFT的特征，在工控机上求解餐车相对姿态评估。

(3)三边定位，根据已知的三点位置坐标，计算餐车到三点的距离，再依据勾股定理计算餐车的位置信息。